DE102007001237B4 - System and method for controlling autoignition - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Motors (10) eines Fahrzeugs, wobei der Motor einen Zylinder (30) mit mindestens einem ersten und zweiten Ventil (52a, 52b) aufweist, wobei das Verfahren folgendes umfaßt:
während eines ersten Modus arbeiten mit dem ersten Ventil (52a) aktiv und dem zweiten Ventil (52b) deaktiviert während eines Zyklus des Zylinders (30), wobei während des ersten Modus der Zylinder (30) dahingehend arbeitet, daß er zumindest Luft während eines Ansaugtakts in den Zylinder (30) eintreten läßt, wo die Luft mit Kraftstoff gemischt und komprimiert wird, damit man Selbstzündung erzielt; und
während eines zweiten Modus arbeiten mit dem ersten und zweiten Ventil (52a, 52b) aktiv während eines Zyklus des Zylinders (30), wobei während des zweiten Modus der Zylinder (30) dahingehend arbeitet, zumindest Luft in den Zylinder (30) eintreten zu lassen, wo die Luft mit Kraftstoff gemischt und über einen Funken von einer Zündkerze (92) gezündet wird;
während eines Übergangs von dem ersten Modus zu dem zweiten Modus das zweite Ventil (52b) aktiviert ist und das erste Ventil (52a) aktiv gehalten wird, wobei das erste und zweite Ventil (52b) Einlaßventile (52a, 52b) des Zylinders (30) sind.

Figure DE102007001237B4_0000
A method of operating an engine (10) of a vehicle, the engine comprising a cylinder (30) with at least first and second valves (52a, 52b), the method comprising:
during a first mode, the first valve (52a) operates actively and the second valve (52b) deactivates during a cycle of the cylinder (30), during the first mode the cylinder (30) operates to provide at least air during an intake stroke can enter the cylinder (30) where the air is mixed with fuel and compressed to achieve auto-ignition; and
during a second mode, the first and second valves (52a, 52b) operate actively during one cycle of the cylinder (30), while during the second mode the cylinder (30) operates to allow at least air to enter the cylinder (30) where the air is mixed with fuel and ignited by a spark plug (92);
during a transition from the first mode to the second mode, the second valve (52b) is activated and the first valve (52a) is kept active, the first and second valve (52b) inlet valves (52a, 52b) of the cylinder (30) are.
Figure DE102007001237B4_0000

Description

Allgemeiner Stand der Technik und kurze DarstellungGeneral state of the art and brief presentation

Zur Verbesserung der Gesamtmotorleistung können Motoren über verschiedene Arbeitszustände hinweg unterschiedliche Verbrennungsmodi verwenden. Beispielsweise kann unter einigen Umständen Verbrennung über Fremdzündung (SI - Spark Ignition) verwendet werden, während unter anderen Bedingungen eine kontrollierte Selbstzündung (CAI - Controlled Auto-Ignition) oder homogene Kompressionszündung (HCCI - Homogenous Charge Compression Ignition) verwendet werden kann. Bei einigen Fällen wird beim Arbeiten in diesen verschiedenen Modi eine unterschiedliche Ventilsteuerung und/oder ein unterschiedlicher Ventilhub verwendet. Der unterschiedliche Ventilbetrieb kann es dem Motor ermöglichen, die gewünschte Art von Zündung oder Verbrennung zuverlässig zu erreichen und gleichzeitig Emissions- und Leistungsziele zu erfüllen.To improve overall engine performance, engines can use different combustion modes across different working conditions. For example, spark ignition (SI) combustion can be used in some circumstances, while controlled auto-ignition (CAI) or homogeneous charge ignition compression (HCCI) can be used in other conditions. In some cases, different valve timing and / or valve lift is used when working in these different modes. The different valve operation can enable the engine to reliably achieve the desired type of ignition or combustion while at the same time meeting emission and performance goals.

Ein Ansatz zur Bereitstellung eines unterschiedlichen Ventilbetriebs in unterschiedlichen Verbrennungsmodi ist in US 6 640 771 B2 beschrieben. Bei diesem Beispiel werden mehrere Ansaugventile mit unterschiedlichen Hubprofilen in unterschiedlichen Verbrennungsmodi betrieben. Zudem sind bei einem Beispiel mindestens zwei Ansaugventile in jedem Zylinder vorgesehen, wobei ein Ansaugventil zwischen einem ersten und zweiten Hub geändert werden kann und das andere Ansaugventil mit Hilfe einer Ventilabschaltungseinrichtung in eine AUS-Position betätigt werden kann. Somit ändert jede Ansaugventilumschaltung einen effektiven Ventilhub in verschiedenen Modi.One approach to providing different valve operation in different combustion modes is in US 6 640 771 B2 described. In this example, several intake valves with different stroke profiles are operated in different combustion modes. In addition, in one example, at least two intake valves are provided in each cylinder, wherein one intake valve can be changed between a first and second stroke and the other intake valve can be actuated to an OFF position with the aid of a valve shutdown device. Thus, each intake valve switch changes an effective valve lift in different modes.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben Nachteile mit einem derartigen Ansatz erkannt. Weil insbesondere jedes Ventil einen umschaltbaren Ventilbetrieb besitzt, um die verschiedenen Hubprofile bereitzustellen, und es mehrere Ventile pro Zylinder gibt, benötigt jeder Zylinder möglicherweise mehrere Aktuatoren. In Mehrzylindermotoren kann eine derartige erhöhte Anzahl von Aktuatoren zu erhöhten Systemkosten und erhöhtem Gewicht führen. Zudem kann die vergrößerte Anzahl von Aktuatoren einen erhöhten Hydraulikdruck oder eine erhöhte Hydraulikkapazität im Fall von Hydraulikaktuatoren erfordern, womit Gewicht und Kosten potentiell weiter heraufgesetzt werden.The inventors of the present invention have recognized disadvantages with such an approach. In particular, because each valve has switchable valve operation to provide the various stroke profiles and there are multiple valves per cylinder, each cylinder may require multiple actuators. In multi-cylinder engines, such an increased number of actuators can lead to increased system costs and increased weight. In addition, the increased number of actuators may require increased hydraulic pressure or hydraulic capacity in the case of hydraulic actuators, potentially increasing weight and cost.

Bei einem Ansatz können die obigen Probleme behandelt werden durch ein Verfahren zum Betreiben eines Motors eines Fahrzeugs, wobei der Motor einen Zylinder mit mindestens einem ersten und zweiten Ventil aufweist, wobei das Verfahren folgendes umfaßt: während eines ersten Modus arbeiten mit dem ersten Ventil aktiv und dem zweiten Ventil deaktiviert während eines Zyklus des Zylinders, wobei während des ersten Modus der Zylinder dahingehend arbeitet, daß er zumindest Luft während eines Ansaugtakts in den Zylinder eintreten läßt, wo die Luft mit Kraftstoff gemischt und komprimiert wird, damit man Selbstzündung erzielt; und während eines zweiten Modus arbeiten mit dem ersten und zweiten Ventil aktiv während eines Zyklus des Zylinders, wobei während des zweiten Modus der Zylinder dahingehend arbeitet, zumindest Luft in den Zylinder eintreten zu lassen, wo die Luft mit Kraftstoff gemischt und über einen Funken von einer Zündkerze gezündet wird.In one approach, the above problems can be addressed by a method of operating an engine of a vehicle, the engine having a cylinder with at least a first and a second valve, the method comprising: working actively with the first valve and during a first mode the second valve is deactivated during a cycle of the cylinder, during the first mode the cylinder operates to at least allow air to enter the cylinder during an intake stroke where the air is mixed and compressed with fuel to achieve auto-ignition; and during a second mode, the first and second valves operate actively during one cycle of the cylinder, during the second mode the cylinder operates to allow at least air to enter the cylinder where the air is mixed with fuel and via a spark of one Spark plug is ignited.

Ein Verfahren der vorstehend beschriebenen Art offenbart beispielsweise die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2005 031 241 A1 . Die US 5,301,636 A beschreibt ein dazugehöriges System zum Betreiben eines Motors eines Fahrzeuges und damit ein System zur Durchführung des Verfahrens.A method of the type described above, for example, discloses the German published application DE 10 2005 031 241 A1 , The US 5,301,636 A describes an associated system for operating an engine of a vehicle and thus a system for performing the method.

Erfindungsgemäß ist während eines Übergangs von dem ersten Modus zu dem zweiten Modus das zweite Ventil aktiviert und das erste Ventil wird aktiv gehalten, wobei das erste und zweite Ventil Einlaßventile des Zylinders sind.According to the invention, during a transition from the first mode to the second mode, the second valve is activated and the first valve is kept active, the first and second valves being intake valves of the cylinder.

Auf diese Weise ist es möglich, einen Übergang zwischen unterschiedlichen Hubprofilen bereitzustellen, wenn die Verbrennung von Selbstzündung oder Kompressionszündung zu Fremdzündung gewechselt wird, indem einfach das zweite Ventil aktiviert wird (wenngleich gegebenenfalls auch Änderungen bei anderem Ventilbetrieb verwendet werden können).In this way it is possible to provide a transition between different stroke profiles when the combustion is switched from compression ignition or compression ignition to spark ignition by simply activating the second valve (although changes in other valve operation may also be used if necessary).

Figurenlistelist of figures

  • 1 zeigt eine beispielhafte Motorzylinderkonfiguration; 1 shows an exemplary engine cylinder configuration;
  • 2A-B zeigen eine detaillierte Ansicht von beispielhaften Verbrennungskammern; 2A-B show a detailed view of exemplary combustion chambers;
  • 2C zeigt eine beispielhafte Detailansicht eines Stößels zur Verwendung mit dem Beispiel von 2B; 2C shows an exemplary detailed view of a plunger for use with the example of FIG 2 B ;
  • 3 veranschaulicht beispielhafte Hubprofile und 3 illustrates exemplary lift profiles and
  • 4-6 zeigen Flußdiagramme auf hoher Ebene zum Ausführen eines beispielhaften Systembetriebs. 4-6 Figure 14 shows high level flow diagrams for performing exemplary system operation.

Ausführliche BeschreibungDetailed description

1 zeigt einen Zylinder eines Mehrzylindermotors sowie den an diesen Zylinder angeschlossenen Ansaug- und Auslaßweg. Weiter bei 1 wird ein Direkteinspritzverbrennungsmotor 10, der mehrere Verbrennungskammern umfaßt, von einem elektronischen Motorcontroller 12 gesteuert. Die Verbrennungskammer 30 des Motors 10 ist so gezeigt, daß sie Verbrennungskammerwände 32 enthält, wobei ein Kolben 36 darin positioniert und mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist. Ein nicht gezeigter Anlassermotor ist über ein nicht gezeigtes Sprungrad an die Kurbelwelle 40 gekuppelt. Die Verbrennungskammer oder der Zylinder 30 ist so gezeigt, daß er über jeweilige (nicht gezeigte, siehe 2) Ansaugventile 52a und 52b und (nicht gezeigte, siehe 2) Auslaßventile 54a und 54b mit einem Einlaßkrümmer 44 und einem Auslaßkrümmer 48 in Verbindung steht. Eine Kraftstoffeinspritzdüse 66A ist direkt an die Verbrennungskammer 30 gekoppelt gezeigt, um eingespritzten Kraftstoff direkt darin proportional zu der Impulsbreite des vom Controller 12 über einen elektronischen Treiber 68 empfangenen Signals fpw zuzuführen. Die Kraftstoffeinspritzdüse kann an der Innenseite der Verbrennungskammer oder im Oberteil der Verbrennungskammer (als Beispiel) montiert sein. Kraftstoff wird der Kraftstoffeinspritzdüse 66A durch ein nicht gezeigtes herkömmliches Hochdruckkraftstoffsystem zugeführt, das einen Kraftstofftank, Kraftstoffpumpen und eine Kraftstoff-Verteilerleitung enthält. 1 shows a cylinder of a multi-cylinder engine and the intake and exhaust path connected to this cylinder. Continue with 1 becomes a direct injection internal combustion engine 10 , which comprises several combustion chambers, from one electronic motor controller 12 controlled. The combustion chamber 30 of the motor 10 is shown to have combustion chamber walls 32 contains, being a piston 36 positioned in it and with a crankshaft 40 connected is. A starter motor, not shown, is connected to the crankshaft via a spring wheel, not shown 40 coupled. The combustion chamber or the cylinder 30 is shown in such a way that it can be accessed via (not shown, see 2 ) Intake valves 52a and 52b and (not shown, see 2 ) Exhaust valves 54a and 54b with an intake manifold 44 and an exhaust manifold 48 communicates. A fuel injector 66A is directly to the combustion chamber 30 Coupled shown to be directly injected fuel proportional to the pulse width of the controller 12 via an electronic driver 68 receive received signal fpw. The fuel injector may be mounted on the inside of the combustion chamber or in the top of the combustion chamber (as an example). Fuel becomes the fuel injector 66A supplied by a conventional high pressure fuel system, not shown, which includes a fuel tank, fuel pumps and a fuel rail.

Der Ansaugkrümmer 44 ist so gezeigt, daß er über eine Drosselklappenplatte 62 mit einem Drosselklappengehäuse 58 in Verbindung steht. Bei diesem besonderen Beispiel ist die Drosselklappenplatte 62 so an einen Elektromotor 94 gekoppelt, daß die Position der Drosselklappenplatte 62 vom Controller 12 über den Elektromotor 94 gesteuert wird. Diese Konfiguration wird üblicherweise als elektronische Drosselklappensteuerung (ETC - Electronic Throttle Control) bezeichnet, die auch während der Leerlaufregelung verwendet wird. Bei einer nicht gezeigten alternativen Ausführungsform, die dem Fachmann wohlbekannt ist, ist ein Bypassluftdurchgang parallel zur Drosselklappenplatte 62 angeordnet, um Einlaßluftströmung während der Leerlaufregelung über ein innerhalb des Luftdurchgangs positioniertes Drosselklappensteuerventil zu steuern.The intake manifold 44 is shown so that it has a throttle plate 62 with a throttle body 58 communicates. In this particular example, the throttle plate is 62 like an electric motor 94 coupled that the position of the throttle plate 62 from the controller 12 about the electric motor 94 is controlled. This configuration is commonly referred to as Electronic Throttle Control (ETC), which is also used during idle control. In an alternative embodiment, not shown, which is well known to those skilled in the art, a bypass air passage is parallel to the throttle plate 62 arranged to control intake air flow during idle control via a throttle control valve positioned within the air passage.

Ein Abgassensor 76 ist an den Auslaßkrümmer 48 vor einem Katalysator 70 gekoppelt gezeigt. Man beachte, daß der Sensor 76 je nach der Auslaßkonfiguration wie unten bezüglich 1B beschrieben verschiedenen unterschiedlichen Sensoren entspricht. Der Sensor 76 kann ein beliebiger von vielen bekannten Sensoren sein zum Bereitstellen einer Anzeige eines Abgasluft-/ Kraftstoff-Verhältnisses wie etwa ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO (Universal or Wide-Range Exhaust Gas Oxygen), ein Zweizustands-Sauerstoffsensor oder EGO, ein HEGO (Heated EGO), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor.An exhaust gas sensor 76 is on the exhaust manifold 48 in front of a catalyst 70 shown coupled. Note that the sensor 76 depending on the outlet configuration as below 1B described corresponds to different different sensors. The sensor 76 can be any of many known sensors for providing an indication of an exhaust air / fuel ratio such as a linear or UEGO (Universal or Wide-Range Exhaust Gas Oxygen), a dual state oxygen sensor or EGO, a HEGO (Heated EGO) , a NOx, HC or CO sensor.

Das Zündsystem 88 liefert unter ausgewählten Arbeitsmodi als Reaktion auf ein Frühzündungssignal SA (Spark Advance) vom Controller 12 einen Zündfunken über die Zündkerze 92 an die Verbrennungskammer 30. Obwohl Fremdzündungskomponenten gezeigt sind, kann der Motor 10 (oder ein Teil der Zylinder davon) in einem Kompressionszündungsmodus mit oder ohne Zündunterstützung betrieben werden, wie unten ausführlicher erläutert wird. Zudem weist bei einer alternativen Ausführungsform die Verbrennungskammer keine Zündkerze auf.The ignition system 88 delivers SA (Spark Advance) from the controller under selected work modes in response to a pre-ignition signal 12 a spark over the spark plug 92 to the combustion chamber 30 , Although spark ignition components are shown, the engine can 10 (or a portion of the cylinders thereof) operate in a compression ignition mode with or without ignition assistance, as discussed in more detail below. In addition, in an alternative embodiment, the combustion chamber has no spark plug.

Der Controller 12 kann so konfiguriert sein, daß er bewirkt, daß die Verbrennungskammer 30 in verschiedenen Verbrennungsmodi arbeitet, wie hierin beschrieben. Die Kraftstoffeinspritzsteuerung kann variiert werden, um verschiedene Verbrennungsmodi zusammen mit anderen Parametern wie etwa EGR, Ventilsteuerung, Ventilbetrieb, Ventildeaktivierung usw. bereitzustellen.The controller 12 can be configured to cause the combustion chamber 30 works in various combustion modes as described herein. Fuel injection control can be varied to provide different combustion modes along with other parameters such as EGR, valve control, valve operation, valve deactivation, etc.

Hinter dem Katalysator 70 ist ein Adsorptionsmittel oder ein Speicher 72 für Stickstoffoxid (NOx) positioniert gezeigt. Der NOx-Speicher 72 ist ein Dreiwegekatalysator, der NOx adsorbiert, wenn der Motor 10 magerstöchiometrisch betrieben wird. Das adsorbierte NOx wird nachfolgend mit HC und CO umgesetzt und katalysiert, wenn der Controller 12 bewirkt, daß der Motor 10 entweder in einem reichen homogenen Modus oder in einem fast-stöchiometrischen homogenen Modus arbeitet. Zu einem derartigen Betrieb kommt es während eines NOx-Spülmodus, wenn gespeichertes NOx aus dem NOx-Speicher 72 gespült werden soll, oder während eines Dampfspülzyklus, um Kraftstoffdämpfe aus dem Kraftstofftank 180 und dem Kraftstoffdampfspeicherkanister 184 über ein Spülsteuerventil 168 zurückzugewinnen, oder während Arbeitsmodi, die mehr Motorleistung erfordern, oder während Arbeitsmodi, die die Temperatur der Emissionssteuereinrichtungen wie etwa Katalysator 70 oder NOx-Speicher regeln. Es versteht sich, daß unterschiedliche verschiedene Arten und Konfigurationen von Emissionssteuereinrichtungen und Spülsystemen verwendet werden können.Behind the catalytic converter 70 is an adsorbent or storage 72 shown for nitrogen oxide (NOx) positioned. The NOx storage 72 is a three way catalyst that adsorbs NOx when the engine 10 is operated lean stoichiometric. The adsorbed NOx is subsequently reacted with HC and CO and catalyzed when the controller 12 causes the engine 10 works either in a rich homogeneous mode or in an almost stoichiometric homogeneous mode. Such operation occurs during a NOx purging mode when stored NOx is to be purged from the NOx reservoir 72 or during a steam purging cycle to fuel vapors from the fuel tank 180 and the fuel vapor storage canister 184 via a purge control valve 168 recover, or during work modes that require more engine power, or during work modes that control the temperature of emission control devices such as catalytic converter 70 or regulate NOx storage. It is understood that different different types and configurations of emission control devices and purging systems can be used.

Der Controller 12 ist in 1 als ein herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsports 104, ein elektronisches Speicherungsmedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, in diesem bestimmten Beispiel als Festwertspeicherchip 106 gezeigt, einen Direktzugriffsspeicher 108, einen Erhaltungsspeicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus enthält. Der Controller 12 ist so gezeigt, daß er verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren zusätzlich zu jenen bereits erörterten empfängt, einschließlich eine Messung von eingelassener Luftmassenströmung (MAF - Mass Air Flow) von einem an einem Drosselklappenkörper 58 gekoppelten Luftmassenströmungssensor 100; Motorkühlmitteltemperatur (ECT - Engine Coolant Temperature) von einem an eine Kühlhülle 114 gekoppelten Temperatursensor 112; ein Profilzündungsanzugsignal (PIP - Profile Ignition Pickup) von einem an die Kurbelwelle 40 gekoppelten Hall-Effekt-Sensor 118 (oder einer anderen Art Sensor); und Drosselklappenposition (TP - Throttle Position) von einem Drosselklappenpositionssensor 120 und einem Absolutkrümmerdrucksignal (MAP - Absolute Manifold Pressure) vom Sensor 122. Das Motordrehzahlsignal RPM wird vom Controller 12 aus dem Signal PIP auf herkömmliche Weise erzeugt, und das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor liefert eine Anzeige über den Unterdruck oder Druck in dem Ansaugkrümmer. Man beachte, daß verschiedene Kombinationen der obigen Sensoren verwendet werden können, wie etwa ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor oder umgekehrt. Während eines stöchiometrischen Betriebs kann dieser Sensor eine Anzeige über das Motordrehmoment liefern. Zudem kann dieser Sensor zusammen mit der Motordrehzahl einen Schätzwert der in den Zylinder eingelassenen Füllmenge (einschließlich Luft) liefern. Bei einem Beispiel produziert der Sensor 118, der auch als ein Motordrehzahlsensor verwendet wird, bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Impulsen.The controller 12 is in 1 shown as a conventional microcomputer which is a microprocessor unit 102 , Input / output ports 104 , an electronic storage medium for executable programs and calibration values, in this specific example as a read-only memory chip 106 shown a random access memory 108 , a maintenance memory 110 and contains a conventional data bus. The controller 12 is shown to send various signals to the engine 10 coupled sensors in addition to those already discussed, including a measurement of mass air flow (MAF) from one to a throttle body 58 coupled air mass flow sensor 100 ; Engine coolant temperature (ECT) from one to a cooling sleeve 114 coupled temperature sensor 112 ; a profile ignition pickup signal from one to the crankshaft 40 coupled Hall effect sensor 118 (or another type of sensor); and throttle position (TP) from a throttle position sensor 120 and an absolute manifold pressure signal (MAP) from the sensor 122 , The engine speed signal RPM is from the controller 12 generated from the signal PIP in a conventional manner, and the manifold pressure signal MAP from a manifold pressure sensor provides an indication of the vacuum or pressure in the intake manifold. Note that various combinations of the above sensors can be used, such as a MAF sensor without a MAP sensor, or vice versa. During stoichiometric operation, this sensor can provide an indication of the engine torque. In addition, this sensor, together with the engine speed, can provide an estimate of the fill quantity (including air) let into the cylinder. In one example, the sensor produces 118 , which is also used as an engine speed sensor, a predetermined number of equally spaced pulses every revolution of the crankshaft.

Bei diesem Beispiel werden die Temperatur Tcat1 des Katalysators 70 und die Temperatur Tcat2 der Emissionssteuereinrichtung 72 (die ein NOx-Speicher sein kann) aus dem Motorbetrieb abgeleitet, wie aus US-Patent Nr. 5,414,994 bekannt ist, dessen Spezifikation durch Bezugnahme hier aufgenommen ist. Bei einer alternativen Ausführungsform wird die Temperatur Tcat1 vom Temperatursensor 124 geliefert und die Temperatur Tcat2 vom Temperatursensor 126 geliefert.In this example, the temperature Tcat1 of the catalyst 70 and the temperature Tcat2 of the emission control device 72 (which may be a NOx trap) derived from engine operation as from U.S. Patent No. 5,414,994 is known, the specification of which is incorporated herein by reference. In an alternative embodiment, the temperature Tcat1 from the temperature sensor 124 delivered and the temperature Tcat2 from the temperature sensor 126 delivered.

Weiter bei 1 ist der Motor 10 mit einer Einlaßnockenwelle 130 und einer Auslaßnockenwelle 132 gezeigt, wobei die Nockenwelle 130 beide Einlaßventile 52a,b betätigt und Nockenwelle 132 beide Auslaßventile 54a,b betätigt. Die Ventile können über Hubprofile (siehe 2) an den Nockenwellen betätigt werden, wo die Hubprofile zwischen den verschiedenen Ventilen hinsichtlich Höhe, Dauer und/oder Zeitsteuerung variieren können. Gegebenenfalls könnten jedoch alternative Nockenwellenanordnungen (über Kopf und/oder Stößelstange) verwendet werden.Continue with 1 is the engine 10 with an intake camshaft 130 and an exhaust camshaft 132 shown with the camshaft 130 both intake valves 52a , b actuated and camshaft 132 both exhaust valves 54a , b operated. The valves can be adjusted using stroke profiles (see 2 ) are operated on the camshafts, where the stroke profiles between the various valves can vary in terms of height, duration and / or timing. However, alternative camshaft arrangements (overhead and / or push rod) could be used if necessary.

Bei einer Ausführungsform, die im Hinblick auf 2A ausführlicher beschrieben wird, kann ein deaktivierbarer Stößel im Ventilschaft von einem oder mehreren der Einlaß- und Auslaßventile 52 und 54 verwendet werden, damit man unter ausgewählten Arbeitsbedingungen individuelle Ventildeaktivierung erhält. Bei diesem Beispiel kann der Stößel beispielsweise eine Leerhubaktion aufweisen. 2B zeigt jedoch ein alternatives Beispiel, bei dem ein alternativer deaktivierbarer Stößel gezeigt ist, bei dem nur ein Teil des Stößels deaktiviert ist. Zudem kann bei einem Beispiel die Nockenzeitsteuerung über Aktuatoren 136 und 138 auf der Basis von Arbeitsbedingungen variiert werden. Die Aktuatoren können hydraulisch angetrieben oder elektrisch betätigt werden oder Kombinationen davon. Eine Signalleitung 150 kann ein Ventilzeitsteuersignal an die Einheit 136 senden und eine Nockenzeitsteuermessung empfangen. Analog kann die Signalleitung 152 ein Ventilzeitsteuersignal an die Einheit 138 senden und eine Nockenzeitsteuermessung empfangen.In one embodiment, with regard to 2A In more detail, a deactivatable tappet can be located in the valve stem of one or more of the intake and exhaust valves 52 and 54 can be used to obtain individual valve deactivation under selected working conditions. In this example, the plunger can have an idle stroke action, for example. 2 B however, shows an alternative example in which an alternative deactivatable plunger is shown in which only a part of the plunger is deactivated. In one example, the cam timing can also be controlled by actuators 136 and 138 can be varied based on working conditions. The actuators can be driven hydraulically or electrically, or combinations thereof. A signal line 150 can send a valve timing signal to the unit 136 send and receive a cam timing measurement. The signal line can be analog 152 a valve timing signal to the unit 138 send and receive a cam timing measurement.

Das verarbeitete Sensorausgangssignal des Sensors 160 kann eine Anzeige sowohl für die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas sowie die NOx-Konzentration liefern. Beispielsweise liefert Signal 162 dem Controller eine Spannung, die die O2-Konzentration anzeigt, während Signal 164 eine Spannung liefert, die die NOx-Konzentration anzeigt. Alternativ kann der Sensor 160 ein HEGO-, UEGO, EGO- oder eine andere Art von Abgassensor sein. Man beachte auch, daß, wie oben im Hinblick auf Sensor 76 beschrieben, der Sensor 160 je nach der Systemkonfiguration unterschiedlichen verschiedenen Sensoren entsprechen kann.The processed sensor output signal from the sensor 160 can provide an indication of both the oxygen concentration in the exhaust gas and the NOx concentration. For example, provides signal 162 the controller a voltage that indicates the O 2 concentration while signal 164 provides a voltage indicative of the NOx concentration. Alternatively, the sensor 160 a HEGO, UEGO, EGO or other type of exhaust gas sensor. Note also that, as above with regard to sensor 76 described, the sensor 160 can correspond to different different sensors depending on the system configuration.

Wie oben beschrieben, zeigt 1 lediglich einen Zylinder eines Mehrzylindermotors, und daß jeder Zylinder seinen eigenen Satz von Einlaß-/Auslaßventilen, Kraftstoffeinspritzdüsen, Zündkerzen usw. besitzt. Bei einer alternativen Ausführungsform kann eine Konfiguration mit Einlaßkanaleinspritzung verwendet werden, wo eine Kraftstoffeinspritzdüse an den Einlaßkrümmer 44 in einem Kanal anstatt direkt an den Zylinder 30 gekoppelt ist.As described above, shows 1 only one cylinder of a multi-cylinder engine, and that each cylinder has its own set of intake / exhaust valves, fuel injectors, spark plugs, etc. In an alternative embodiment, an intake port injection configuration may be used where a fuel injector is attached to the intake manifold 44 in a channel instead of directly to the cylinder 30 is coupled.

Zudem lenkt bei den offenbarten Ausführungsformen ein Abgasrückführungssystem (AGR) einen erwünschten Teil des Abgases von dem Auslaßkrümmer 48 zum Einlaßkrümmer 44 über ein nicht gezeigtes AGR-Ventil. Alternativ kann ein Teil der Verbrennungsgase in den Verbrennungskammern durch Steuern der Auslaßventilsteuerung zurückerhalten werden.In addition, in the disclosed embodiments, an exhaust gas recirculation (EGR) system directs a desired portion of the exhaust gas from the exhaust manifold 48 to the intake manifold 44 via an EGR valve, not shown. Alternatively, part of the combustion gases in the combustion chambers can be recovered by controlling the exhaust valve timing.

Der Motor 10 arbeitet in verschiedenen Modi, einschließlich magerem Betrieb, reichem Betrieb und „fast stöchiometrischem“ Betrieb. Der „fast stöchiometrische“ Betrieb bezieht sich auf einen schwingenden Betrieb um das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis herum. In der Regel wird dieser stöchiometrische Betrieb durch Rückkopplung von Abgassauerstoffsensoren geregelt. Bei diesem fast stöchiometrischen Arbeitsmodus wird der Motor innerhalb eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von 1 des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses betrieben. Dieser schwingende Betrieb liegt in der Regel in der Größenordnung von 1 Hz, kann aber schneller und langsamer als 1 Hz variieren. Zudem betragen die Amplituden der Schwingungen in der Regel weniger als 0,35 A/F vom stöchiometrischen Betrieb; können aber unter verschiedenen Arbeitsbedingungen größer sein. Man beachte, daß diese Schwingung hinsichtlich Amplitude oder Zeit nicht symmetrisch zu sein braucht. Man beachte weiterhin, daß eine Luft-Kraftstoff-Voreinstellung enthalten sein kann, wobei die Voreinstellung geringfügig mager oder reich bezüglich Stöchiometrie eingestellt ist (z.B. innerhalb eines Luft-Kraftstoff-Stöchiometrieverhältnisses von 1). Man beachte außerdem, daß diese Voreinstellung und die Schwingungen bei mager und reich durch einen Schätzwert der Sauerstoffmenge geregelt werden kann, die in vorgeschalteten und/oder nachgeschalteten Dreiwegekatalysatoren gespeichert ist.The motor 10 works in various modes including lean operation, rich operation and "almost stoichiometric" operation. “Almost stoichiometric” operation refers to an oscillating operation around the stoichiometric air-fuel ratio. As a rule, this stoichiometric operation is regulated by feedback from exhaust gas oxygen sensors. In this almost stoichiometric mode of operation, the engine is operated within an air-fuel ratio of 1 of the stoichiometric air-fuel ratio. This vibrating operation is usually in the The order of 1 Hz, but can vary faster and slower than 1 Hz. In addition, the amplitudes of the vibrations are generally less than 0.35 A / F from stoichiometric operation; but can be larger under different working conditions. Note that this vibration need not be symmetrical in terms of amplitude or time. Note further that an air-fuel preset may be included, the preset being set slightly lean or rich in stoichiometry (eg, within an air-fuel stoichiometric ratio of 1). Note also that this default and the lean and rich vibrations can be controlled by an estimate of the amount of oxygen stored in upstream and / or downstream three-way catalysts.

Wie unten beschrieben wird eine Luft-Kraftstoff-Verhältnisrückkopplungssteuerung verwendet, um für den fast stöchiometrischen Betrieb zu sorgen. Zudem kann Rückkopplung von Abgassauerstoffsensoren verwendet werden, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei magerem und bei reichem Betrieb zu steuern. Insbesondere kann ein HEGO (Heated Exhaust Gas Oxygen Sensor) vom Schalttyp für die stöchiometrische Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verwendet werden durch Steuern des eingespritzten Kraftstoffs (oder zusätzlich Luft über Drosselklappe oder VCT) auf der Basis einer Rückkopplung von dem HEGO-Sensor und dem gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Zudem kann ein UEGO-Sensor (der eine im wesentlichen lineare Ausgabe über einem Abgasluft-Kraftstoff-Verhältnis liefert) dazu verwendet werden, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei magerem, reichem und stöchiometrischem Betrieb zu steuern. In diesem Fall wird die Kraftstoffeinspritzung (oder zusätzlich Luft über Drosselklappe oder variable Ventilzeitsteuerung oder Steuern, welches und eine Reihe von Einlaß- und/oder Auslaßventilen, die aktiv sind) auf der Basis eines gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses vom Sensor eingestellt. Zudem könnte gegebenenfalls noch weiter eine Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerung für individuelle Zylinder verwendet werden.As described below, air-fuel ratio feedback control is used to provide almost stoichiometric operation. In addition, feedback from exhaust gas oxygen sensors can be used to control the air-fuel ratio during lean and rich operation. In particular, a switching type HEGO (Heated Exhaust Gas Oxygen Sensor) can be used for stoichiometric control of the air-fuel ratio by controlling the injected fuel (or additionally air via throttle valve or VCT) based on feedback from the HEGO sensor and the desired air-fuel ratio. In addition, a UEGO sensor (which provides a substantially linear output over an exhaust air-fuel ratio) can be used to control the air-fuel ratio in lean, rich, and stoichiometric operation. In this case, fuel injection (or additional air via throttle or variable valve timing or control which and a series of intake and / or exhaust valves that are active) is based on a desired air-fuel ratio and the air-fuel ratio. Ratio set by the sensor. In addition, an air-fuel ratio control could be used for individual cylinders if necessary.

In Verbindung mit den dargestellten Ausführungsformen kann auch eine Erfassung der Feuchtigkeit verwendet werden. Beispielsweise ist ein Sensor 140 für absolute oder relative Feuchtigkeit zum Messen der Feuchtigkeit der Umgebungsluft gezeigt. Dieser Sensor könnte sich entweder in dem in den Krümmer 44 eintretenden Einlaßstrom befinden oder durch den Motorraum des Fahrzeugs strömende Umgebungsluft messen. Zudem ist bei einer alternativen Ausführungsform ein zweiter Feuchtigkeitssensor (141) gezeigt, der sich im Inneren des Fahrzeugs befindet und an einen zweiten Controller 143 gekoppelt ist, der über Leitungen 145 mit dem Controller 12 kommuniziert. Die hier unten beschriebenen Steuerprozesse können im Controller 12 oder im Controller 143 oder einer Kombination davon ablaufen. Man beachte weiterhin, daß der Innenfeuchte-Sensor in einer Klimaautomatik verwendet werden kann, die das Klima in dem Passagierraum des Fahrzeugs steuert. Insbesondere kann er zum Steuern der Klimaanlage verwendet werden und insbesondere dafür, ob die Klimakompressor-Kupplung, die den Kompressor an den Motor koppelt, um den Prozessor zu betreiben, freigibt oder blockiert.Moisture detection may also be used in conjunction with the illustrated embodiments. For example, is a sensor 140 shown for absolute or relative humidity to measure the humidity of the ambient air. This sensor could either be in the manifold 44 incoming inlet flow or measure ambient air flowing through the engine compartment of the vehicle. In addition, in an alternative embodiment, a second moisture sensor ( 141 ) shown, which is located inside the vehicle and to a second controller 143 is coupled via lines 145 with the controller 12 communicated. The control processes described below can be done in the controller 12 or in the controller 143 or a combination of them. Note also that the interior humidity sensor can be used in an automatic climate control that controls the climate in the passenger compartment of the vehicle. In particular, it can be used to control the air conditioning system and, in particular, to determine whether the air conditioning compressor clutch, which couples the compressor to the engine, in order to operate the processor, releases or blocks it.

Man beachte auch, daß Feuchtigkeit auf der Basis verschiedener Arbeitsparameter wie etwa dem Luftdruck geschätzt oder daraus abgeleitet werden kann. Alternativ kann die Feuchtigkeit auf der Basis von Selbstzündungskennlinien in [Lakune] über adaptives Lernen abgeleitet werden. Zudem können Luftdruck und adaptives Lernen in Kombination und auch mit erfaßten Feuchtigkeitswerten verwendet werden.Note also that moisture can be estimated or derived from various working parameters such as air pressure. Alternatively, the moisture can be derived on the basis of auto-ignition characteristics in [Lakune] via adaptive learning. In addition, air pressure and adaptive learning can be used in combination and also with recorded moisture values.

Wie unten ausführlicher beschrieben wird, kann die Verbrennung im Motor 10 von unterschiedlichen Typen/Modi sein, je nach den Arbeitsbedingungen. Bei einem Beispiel kann eine Fremdzündung (SI) verwendet werden, wenn der Motor eine Zündeinrichtung wie etwa eine in der Verbrennungskammer gekoppelte Zündkerze verwendet, um die Zeitsteuerung von Verbrennungskammergas zu einer vorbestimmten Zeit nach dem oberen Todpunkt des Verbrennungstakts zu regeln. Bei einem Beispiel ist beim Fremdzündungsbetrieb die Temperatur der in die Verbrennungskammer eintretenden Luft erheblich niedriger als die zur Selbstzündung erforderliche Temperatur. Während SI-Verbrennung über einen großen Bereich von Motordrehmoment und -drehzahl verwendet werden kann, kann sie erhöhte Konzentrationen an NOx und eine geringere Kraftstoffeffizienz im Vergleich zu anderen Verbrennungsarten produzieren.As described in more detail below, engine combustion can occur 10 of different types / modes, depending on the working conditions. In one example, spark ignition (SI) may be used when the engine uses an igniter, such as a spark plug coupled in the combustion chamber, to control the combustion chamber gas timing at a predetermined time after the top dead center of the combustion stroke. In one example, in spark ignition operation, the temperature of the air entering the combustion chamber is significantly lower than the temperature required for auto-ignition. While SI combustion can be used over a wide range of engine torque and speed, it can produce increased concentrations of NOx and lower fuel efficiency compared to other types of combustion.

Eine weitere Art von Verbrennung, die vom Motor 10 eingesetzt werden kann, verwendet HCCI (Homogenous Charge Compression Ignition) oder CAI (Controlled Auto-Ignition), wo es zur Selbstzündung von Verbrennungskammergasen zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach dem Verdichtungstakt des Verbrennungszyklus oder in der Nähe des oberen Todpunkts der Kompression kommt. Wenn Kompressionszündung von einer vorgemischten Füllmenge aus Luft und Kraftstoff verwendet wird, wird in der Regel Kraftstoff normalerweise homogen mit Luft vorgemischt, wie etwa in einem Motor mit Einlaßkanaleinspritzung und Fremdzündung oder bei direkt eingespritztem Kraftstoff während eines Einlaßtakts, aber mit einem hohen Anteil von Luft zu Kraftstoff. Da die Luft-Kraftstoff-Mischung durch Luft oder restliche Abgase stark verdünnt ist, was zu niedrigeren Verbrennungsgasspitzentemperaturen führt, kann die Produktion von NOx im Vergleich zu in der SI-Verbrennung angefundenen Konzentrationen reduziert werden. Zudem kann die Kraftstoffeffizienz beim Arbeiten in einem Kompressionsverbrennungsmodus heraufgesetzt werden, indem der Motorpumpverlust reduziert, das gasspezifische Wärmeverhältnis heraufgesetzt und ein höheres Kompressionsverhältnis verwendet wird.Another type of combustion from the engine 10 HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) or CAI (Controlled Auto-Ignition) can be used, where combustion chamber gases auto-ignite at a predetermined time after the compression cycle of the combustion cycle or near the top dead center of the compression. Typically, when compression ignition is used from a premixed charge of air and fuel, fuel is usually premixed homogeneously with air, such as in an engine with intake port injection and spark ignition, or with directly injected fuel during an intake stroke but with a high proportion of air Fuel. Since the air-fuel mixture is heavily diluted by air or residual exhaust gases, which leads to lower combustion gas peak temperatures, the production of NOx can be reduced compared to the concentrations found in SI combustion. In addition, fuel efficiency when working in a compression combustion mode can be increased by reducing engine pumping loss, increasing the gas specific heat ratio, and using a higher compression ratio.

Im Kompressionszündarbeitsmodus kann es wünschenswert sein, eine enge Kontrolle über die Zeitsteuerung der Selbstzündung auszuüben. Die anfängliche Einlaßfüllmengentemperatur beeinflußt direkt die Zeitsteuerung der Selbstzündung. Der Beginn der Zündung wird nicht direkt von einem Ereignis wie etwa dem Einspritzen von Kraftstoff in dem Standarddieselmotor oder dem Zünden der Zündkerze in dem Motor mit Fremdzündung gesteuert. Zudem wird die Wärmefreisetzungsrate weder durch die Rate noch durch die Dauer des Kraftstoffeinspritzprozesses wie beim Dieselmotor noch durch die Ausbreitungszeit der turbulenten Flamme wie bei dem Motor mit Fremdzündung gesteuert.In compression ignition mode, it may be desirable to have tight control over the timing of the auto-ignition. The initial intake fill temperature directly affects the auto-ignition timing. The start of the ignition is not directly controlled by an event such as the injection of fuel in the standard diesel engine or the ignition of the spark plug in the spark ignition engine. In addition, the rate of heat release is controlled neither by the rate nor by the duration of the fuel injection process as in the diesel engine nor by the propagation time of the turbulent flame as in the spark ignition engine.

Man beachte, daß die Selbstzündung auch ein Phänomen ist, die in einem Motor mit Fremdzündung Klopfen verursachen kann. Klopfen kann in Motoren mit Fremdzündung unerwünscht sein, da es die Wärmeübertragung innerhalb des Zylinders verstärkt und den Kolben verbrennen oder beschädigen kann. Bei einer gesteuerten Kompressionszündungsoperation mit ihrem hohen Luft-Kraftstoff-Verhältnis führt Klopfen normalerweise nicht zu einer Verschlechterung des Motors, da die verdünnte Füllmenge die Rate des Druckanstiegs niedrig und die Höchsttemperatur der verbrannten Gase relativ niedrig hält. Die niedrigere Rate des Druckanstiegs mildert die für ein Fremdzündungsklopfen charakteristischen schädlichen Druckschwingungen.Note that auto-ignition is also a phenomenon that can cause knock in an spark-ignition engine. Knocking can be undesirable in spark-ignition engines because it increases heat transfer within the cylinder and can burn or damage the piston. In a controlled compression ignition operation with its high air-fuel ratio, knocking does not normally result in engine deterioration because the diluted charge keeps the rate of pressure rise low and the maximum temperature of the burned gases relatively low. The lower rate of pressure increase mitigates the harmful pressure vibrations characteristic of spark ignition knock.

Im Vergleich zu einem Fremdzündungsmotor kann die Temperatur der Füllmenge zu Beginn des Kompressionstakts in der Regel heraufgesetzt werden, um bei oder in der Nähe des Endes des Kompressionstakts Selbstzündungsbedingungen zu erreichen. Der Fachmann versteht, daß zum Anheben der anfänglichen Füllmengentemperatur zahlreiche andere Verfahren verwendet werden können. Zu einigen von diesen zählen: Erhitzen der Einlaßluft (Wärmetauscher), Teil der warmen Verbrennungsprodukte in dem Zylinder halten (interne AGR) durch Einstellen der Einlaß- und/oder Auslaßventilzeitsteuerung, Komprimieren der Einlaßfüllmenge (Turboladen oder Aufladen), Ändern der Selbstzündungskennlinien und des dem Motor gelieferten Kraftstoffs und Erwärmen der Einlaßluftfüllmenge (externes AGR).Compared to a spark ignition engine, the temperature of the filling quantity can usually be raised at the beginning of the compression stroke in order to achieve auto-ignition conditions at or near the end of the compression stroke. Those skilled in the art will understand that numerous other methods can be used to raise the initial fill temperature. Some of these include: heating the intake air (heat exchanger), keeping part of the warm combustion products in the cylinder (internal EGR) by adjusting the intake and / or exhaust valve timing, compressing the intake charge amount (turbocharging or charging), changing the auto-ignition characteristics and the like Engine supplied fuel and warming the intake air charge (external EGR).

Während der HCCI-Verbrennung kann die Selbstzündung des Verbrennungsraumgases so gesteuert werden, daß sie an einer gewünschten Position des Kolbens oder Kurbelwinkels auftritt, um ein gewünschtes Motordrehmoment zu erzeugen, und somit ist es möglicherweise nicht erforderlich, einen Funken von einem Zündungsmechanismus einzuleiten, damit es zur Verbrennung kommt. Eine späte Zeitsteuerung der Zündkerze, nachdem eine Selbstzündungstemperatur erreicht worden sein sollte, kann jedoch als eine Reservezündungsquelle in dem Fall verwendet werden, daß es zu keiner Selbstzündung kommt.During HCCI combustion, the auto-ignition of the combustion chamber gas can be controlled to occur at a desired position of the piston or crank angle to produce a desired engine torque, and so it may not be necessary to initiate a spark from an ignition mechanism for it comes to combustion. However, late spark plug timing after an auto-ignition temperature should have been reached can be used as a backup ignition source in the event that auto-ignition does not occur.

Eine dritte Art der Verbrennung, die vom Motor 10 ausgeführt werden kann, wie etwa in dem Fall, wenn eine Funkeneinrichtung enthalten ist, verwendet die Funkeneinrichtung, um eine Verbrennung einzuleiten (oder zu unterstützen), wenn sich die Temperatur des Verbrennungskammergases einer Selbstzündungstemperatur annähert (z.B. ein Niveau im wesentlichen in der Nähe der Selbstzündung erreicht, ohne daß es zur Verbrennung kommt). Eine solche Art von Verbrennung mit Funkenunterstützung kann eine erhöhte Kraftstoffeffizienz aufweisen und die NOx-Produktion gegenüber der SI-Verbrennung reduzieren, und dennoch im Vergleich zur HCCI-Verbrennung in einem höheren Drehmomentbereich arbeiten. Die Funkenunterstützung kann auch ein insgesamt größeres Fenster anbieten zum Steuern der Temperatur bei einer spezifizierten Zeitsteuerung in dem Motorzyklus. Mit anderen Worten kann ohne Funkenunterstützung eine kleine Änderung bei der Temperatur zu einer recht großen Änderung bei der Verbrennungszeitsteuerung führen, was die Motorabgabe und -leistung beeinflußt. Im Funkenunterstützungsmodus ist es möglich, viele der Vorzüge der HCCI-Verbrennung zu erhalten, sich aber auf eine Funkenzeitsteuerung zu verlassen, damit die Endenergie geliefert wird, die benötigt wird, um eine Selbstzündung zu erzielen und somit die Zeitsteuerung der Verbrennung präziser zu steuern. Somit kann bei einem Beispiel unter einigen Bedingungen eine Funkenunterstützung auch während Übergängen zwischen SI-Verbrennung und HCCI verwendet werden.A third type of combustion by the engine 10 may be carried out, such as in the case where a spark device is included, uses the spark device to initiate (or assist) combustion when the temperature of the combustion chamber gas approaches auto-ignition temperature (e.g., a level substantially near auto-ignition reached without incineration). Such a type of spark assisted combustion can have increased fuel efficiency and reduce NOx production compared to SI combustion, and still operate in a higher torque range compared to HCCI combustion. The spark assist can also offer an overall larger window for controlling the temperature at a specified timing in the engine cycle. In other words, without spark assistance, a small change in temperature can result in a fairly large change in combustion timing control, which affects engine output and performance. In spark assist mode, it is possible to get many of the benefits of HCCI combustion, but rely on spark timing to provide the final energy needed to auto-ignite and thus control combustion timing more precisely. Thus, in one example, spark support can also be used during transitions between SI combustion and HCCI under some conditions.

Bei einer Ausführungsform kann im Funkenunterstützungsmodus gearbeitet werden, wo eine kleine Kraftstoffmenge den Gasen in der Nähe der Zündkerze zugeführt wird. Diese kleine Kraftstoffwolke kann verwendet werden, damit sich die Flamme besser ausbreiten und einen erhöhten Druck in dem Zylinder erzeugen kann, um dadurch eine Selbstzündung der verbleibenden Luft-Kraftstoff-Mischung einzuleiten. Somit kann eine relativ kleine Wolke an reicheren Gasen dazu verwendet werden, die sich in der Nähe der Zündkerze befinden, die auch homogen, stratifiziert oder geringfügig stratifiziert sein kann. Ein Ansatz zur Bereitstellung eines derartigen Betriebs kann darin bestehen, eine zweite Direktkraftstoffeinspritzung im Kompressionstakt zu verwenden.In one embodiment, spark assist mode may be used where a small amount of fuel is supplied to the gases near the spark plug. This small cloud of fuel can be used to allow the flame to spread better and create increased pressure in the cylinder, thereby initiating auto-ignition of the remaining air-fuel mixture. Thus, a relatively small cloud of richer gases can be used that are near the spark plug, which can also be homogeneous, stratified, or slightly stratified. One approach to providing such operation can be to use a second direct fuel injection in the compression stroke.

Ein Beispiel für eine Anwendung, die mindestens die drei oben vorgestellten Verbrennungsmodi beinhaltet, kann die Verwendung von SI zum Anlassen und/oder nach dem Motoranlassen während einer Motoraufwärmperiode enthalten. Nach einem derartigen Motoranlassen und Motoraufwärmen kann der Verbrennungsprozeß für verbesserte Kraftstoffeinsparung und Emissionen durch die funkenunterstützte Verbrennung zur HCCI-Verbrennung übergehen. Während Perioden, wenn ein hohes Motordrehmoment erforderlich ist, kann eine Funkenunterstützung aktiviert werden, um eine ordnungsgemäße Verbrennungszeitsteuerung sicherzustellen. Wenn der Motor zur Anforderung nach wenig oder mäßigem Drehmoment zurückkehrt, kann die Involvierung der Funkenunterstützung enden, damit man die vollen Vorzüge von HCCI realisiert. An example of an application that includes at least the three combustion modes presented above may include using SI for starting and / or after engine starting during an engine warm-up period. After such engine cranking and warming up, the combustion process can transition to HCCI combustion for improved fuel economy and emissions through spark assisted combustion. During periods when high engine torque is required, spark assist can be activated to ensure proper combustion timing. When the engine returns to the request for low or moderate torque, the involvement of the spark assist can end to realize the full benefits of HCCI.

Wie oben angemerkt kann Umgebungsfeuchtigkeit von während des Einlaßtakts in den Motor gesaugten Luft die Verbrennungstemperatur über eine Verdünnung der Füllmenge mit Material beeinflussen, das nicht oxidiert werden kann, und weil die spezifische Wärme von Wasser höher ist als von Luft. Somit sollte mit steigender Feuchtigkeit, damit man eine gewünschte Selbstzündungszeitsteuerung erhält, die anfängliche Füllmengentemperatur gemäß Feuchtigkeitskonzentrationen eingestellt werden. Beispielsweise kann die Verwendung der Feuchtigkeitserfassung oder -abschätzung somit verbesserte Einstellungen an mehreren Motorarbeitsparametern ermöglichen, um das Erreichen oder Aufrechterhalten der HCCI-Verbrennung selbst dann zu unterstützen, wenn ein Fahrzeug möglicherweise variierende Niveaus von Umgebungsfeuchtigkeit erfährt. Somit erfordert eine erhöhte Feuchtigkeit möglicherweise höhere Anfangstemperaturen, und eine niedrigere Feuchtigkeit kann eine niedrigere Anfangstemperatur für eine gegebene Selbstzündungszeitsteuerung bei einer gegebenen Drehzahl und einem gegebenen Drehmoment erfordern.As noted above, ambient humidity of air drawn into the engine during the intake stroke can affect the combustion temperature by diluting the fill with material that cannot be oxidized and because the specific heat of water is higher than that of air. Thus, with increasing moisture, in order to obtain a desired autoignition timing, the initial fill temperature should be adjusted according to moisture concentrations. For example, the use of moisture detection or estimation may thus allow for improved settings on multiple engine working parameters to help achieve or maintain HCCI combustion even when a vehicle is experiencing varying levels of ambient humidity. Thus, increased humidity may require higher starting temperatures, and lower humidity may require a lower starting temperature for a given auto-ignition timing at a given speed and torque.

Die Umgebungsfeuchtigkeit der während des Einlaßtakts in den Motor gesaugten Luft beeinflußt auch die Verbrennungsspitzentemperaturen, weil sie eine höhere spezifische Wärme als Luft aufweist, das üblichere Verdünnungsmittel. Wenn die Umgebungsfeuchtigkeit der während des Einlaßtakts in den Motor gesaugten Luft zunimmt, nimmt die Verbrennungsspitzentemperatur über eine Verdünnung der Füllmenge mit Material ab, das nicht oxidiert werden kann und folglich die erforderliche anfängliche Füllmengentemperatur anhebt, um eine effiziente HCCI-Verbrennung zu erzielen. Die relative oder Umgebungsfeuchtigkeit kann unter Verwendung von Sensoren 140 und/oder 141 bestimmt oder aus anderen Daten abgeleitet und dem Motorcontroller 12 weitergemeldet werden, um die idealen Einstellungen an Motorsteuerparametern für einen effizienten Betrieb zu bestimmen.The ambient humidity of the air drawn into the engine during the intake stroke also affects peak combustion temperatures because it has a higher specific heat than air, the more common diluent. As the ambient humidity of the air drawn into the engine during the intake stroke increases, the combustion peak temperature decreases via a dilution of the charge with material that cannot be oxidized and consequently raises the required initial charge temperature to achieve efficient HCCI combustion. The relative or ambient humidity can be measured using sensors 140 and or 141 determined or derived from other data and the motor controller 12 be reported to determine the ideal settings for engine control parameters for efficient operation.

Man beachte, daß mehrere andere Parameter sowohl die Verbrennungsspitzentemperatur als auch die erforderliche Temperatur für eine effiziente HCCI-Verbrennung beeinflussen können. Diese und etwaige andere anwendbare Parameter können in den in dem Motorcontroller 12 eingebetteten Routinen berücksichtigt und zum Bestimmen optimaler Arbeitsbedingungen verwendet werden. Beispielsweise kann mit zunehmender Oktanzahl des Kraftstoffs die erforderliche Spitzenkompressionstemperatur ansteigen, weil der Kraftstoff, um eine Zündung zu erzielen, eine höhere Spitzenkompressionstemperatur erfordert. Außerdem kann das Niveau der Füllmengenverdünnung durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflußt werden, einschließlich sowohl Feuchtigkeit als auch die Menge an Abgasen, die in der Einlaßfüllmenge vorliegen. Auf diese Weise können Motorparameter eingestellt werden, um den Effekt der Feuchtigkeitsvariation auf die Selbstzündung zu kompensieren, d.h. der Effekt von Wasser macht die Selbstzündung weniger wahrscheinlich.Note that several other parameters can affect both the peak combustion temperature and the temperature required for efficient HCCI combustion. These and any other applicable parameters can be found in the in the motor controller 12 embedded routines are taken into account and used to determine optimal working conditions. For example, as the octane number of the fuel increases, the required peak compression temperature may increase because the fuel requires a higher peak compression temperature to achieve ignition. In addition, the level of fill dilution can be affected by a variety of factors, including both moisture and the amount of exhaust gases present in the inlet fill. In this way, engine parameters can be adjusted to compensate for the effect of moisture variation on auto-ignition, ie the effect of water makes auto-ignition less likely.

Wenngleich einer oder mehrere der obigen Verbrennungsmodi in einigen Beispielen verwendet werden können, können noch andere Verbrennungsmodi wie etwa stratifizierte Operationen verwendet werden, entweder mit oder ohne durch Fremdzündung eingeleitete Verbrennung.While one or more of the above combustion modes can be used in some examples, other combustion modes, such as stratified operations, can be used, either with or without spark-initiated combustion.

Wie hier angemerkt, wird oder werden bei einem Beispiel eines zur Kompressions- oder Selbstzündung fähigen Motor das oder die Einlaßventile je nach dem ausgewählten Verbrennungsmodus entweder durch ein höheres oder niedrigeres Hubnockenprofil betätigt. Das niedrige Hubnockenprofil wird verwendet, um in dem Zylinder eine große Menge an Restgas (Abgas) einzufangen. Die eingefangenen Gase fördern in einigen Beispielen die Kompressions- oder Selbstzündung durch Erhöhen der anfänglichen Füllmengentemperatur. Beim Fremdzündungsmodus jedoch (entweder hohe oder niedrige Belastungen) wird das hohe Hubnockenprofil verwendet. Ein derartiges umschaltbares Nockenprofil kann durch verschiedene Nocken- und Stößel-Systeme erreicht werden, die beispielsweise zwischen einem inneren und äußeren Steg umschalten. Das Umschalten kann erreicht werden durch Ölflußhydraulikaktuatoren, was eine Ölpumpe mit stärkerem Fluß erforderlich machen kann, wodurch potentiell Gewicht und Kosten zunehmen und die Effizienz reduziert wird (zum Beispiel kann eine Ölpumpe mit stärkerem Fluß zu höherem kapazitärem Verlust aufgrund des vergrößertem Ölvolumens und potentiellen Problemen hinsichtlich eines Mangels an ausreichender Strömung in den Ölleitungen führen). Als weiteres Beispiel können solche Systeme eine vergrößerte Anzahl von Stößeln sowie höhere Kosten bei der maschinellen Bearbeitung involvieren.As noted here, in one example of a compression or auto ignition engine, the intake valve (s) are actuated by either a higher or lower lift cam profile depending on the combustion mode selected. The low lift cam profile is used to trap a large amount of residual gas (exhaust gas) in the cylinder. The trapped gases, in some examples, promote compression or autoignition by increasing the initial fill temperature. However, in the spark ignition mode (either high or low loads), the high lift cam profile is used. Such a switchable cam profile can be achieved by various cam and tappet systems, which switch, for example, between an inner and an outer web. Switching can be accomplished by oil flow hydraulic actuators, which may require a stronger flow oil pump, potentially increasing weight and cost, and reducing efficiency (for example, a stronger flow oil pump may result in greater capacity loss due to increased oil volume and potential problems with respect to it) a lack of sufficient flow in the oil lines). As another example, such systems can involve an increased number of rams and higher machining costs.

Somit kann bei einer weiteren Ausführungsform anstatt, daß ein Zylinder mit einem einzelnen Einlaßventil (oder mehreren umschaltbaren Einlaßventilen) verwendet wird, der zwischen verschiedenen Profilen umschaltet, ein Zylinder mit mindestens zwei Einlaßventilen verwendet werden, wobei jedes der Ventile ein anderes Hubprofil (mindestens für diesen Zylinder) aufweist. Während der Kompressions- oder Selbstzündung kann ein Einlaßventil mit einem höheren und/oder längeren Hub durch die Verwendung eines kollabierbaren Stößels blockiert werden, während ein Einlaßventil mit einem niedrigeren und/oder kurzen Hub aktiv bleibt. Während der Funkenzündung kann das Einlaßventil mit höherem/längerem Hub dahingehend arbeiten, die Luftströmung in dem Motor zu erhöhen, während das Einlaßventil mit dem niedrigeren/kürzeren Hub weiterhin arbeitet. Thus, in another embodiment, instead of using a cylinder with a single intake valve (or multiple switchable intake valves) that switches between different profiles, a cylinder with at least two intake valves can be used, each of the valves having a different lift profile (at least for this Cylinder). During compression or auto-ignition, an intake valve with a higher and / or longer stroke can be blocked by using a collapsible plunger, while an intake valve with a lower and / or short stroke remains active. During spark ignition, the higher / longer stroke intake valve may operate to increase airflow in the engine while the lower / shorter stroke intake valve continues to operate.

Aufgrund der Tatsache, daß bei diesem Beispiel nun nur die Hälfte der Ventile umgeschaltet werden müssen, sind die Ölflußanforderungen für die Ventilbetätigung signifikant reduziert, wodurch die Gesamtölflußanforderungen des Motorsystems reduziert werden. Bei härterer Berücksichtigung des Ventils sind bei diesem Beispiel nur die Hälfte der Stöße umschaltbare Einheiten, und die Nockenwelle kann mit einem preiswerteren Herstellungsprozeß mit erheblich weniger maschineller Verarbeitung hergestellt werden. Zudem kann die Ölpumpe eine niedrigere Arbeitsflußrate, was die Kosten reduziert, und niedrigere parasitäre Verluste aufweisen. Auf diese Weise können die Systemkosten gesenkt werden, während man weiterhin sowohl Fremd- als auch Kompressions- oder Selbstzündung zusammen mit Übergängen dazwischen erhält.Due to the fact that in this example only half of the valves now need to be switched, the oil flow requirements for valve actuation are significantly reduced, thereby reducing the overall oil flow requirements of the engine system. If the valve is considered harder, only half of the shocks are switchable units in this example, and the camshaft can be manufactured using a cheaper manufacturing process with considerably less machine processing. In addition, the oil pump can have a lower work flow rate, which reduces costs, and lower parasitic losses. In this way, system costs can be reduced while still getting spark, compression or auto ignition along with transitions in between.

Aktiver Ventilbetrieb kann sich auf das Öffnen und Schließen des Ventils während eines Zyklus des Zylinders beziehen, wo deaktivierte Ventile für einen Zyklus des Zylinders in einer geschlossenen Position gehalten (oder in einer festen Position für den Zyklus gehalten) werden können.Active valve operation can refer to the opening and closing of the valve during a cycle of the cylinder, where deactivated valves can be held in a closed position (or held in a fixed position for the cycle) for one cycle of the cylinder.

Während die obigen Beispiele die Vorteile einer bestimmten Situation veranschaulichen, können die vorliegenden Ansätze auf eine Vielfalt unterschiedlicher Systeme und Konfigurationen angewendet werden, wie etwa auf Abgassysteme, sowie auf Systeme mit mehr als zwei Einlaß- oder zwei Auslaßventilen pro Zylinder.While the above examples illustrate the benefits of a particular situation, the present approaches can be applied to a variety of different systems and configurations, such as exhaust systems, as well as systems with more than two intake or two exhaust valves per cylinder.

Zu einem beispielhaften Einlaßventilsystem zurückkehrend kann das erste Einlaßventil ein niedrigeres Hubprofil aufweisen, das von sich aus in der Lage ist, ausreichend Luft strömen zu lassen, damit der Motor in Kompressions- oder Selbstzündung arbeitet. Zudem kann des erste Einlaßventil eine für Kompressions- oder Selbstzündung eingestellte Ventilzeitsteuerung (fest oder einstellbar) aufweisen. Das zweite Einlaßventil kann einen Ventilhub und/oder eine Ventilzeitsteuerung (fest oder einstellbar) aufweisen, das den Rest der Luft zur Fremdzündung liefert, zusätzlich zu der für die Kompressions- oder Selbstzündung erforderlichen Luft, wie in dem Beispiel von 3 dargestellt.Returning to an exemplary intake valve system, the first intake valve may have a lower lift profile that is inherently capable of allowing sufficient air to flow for the engine to operate in compression or auto-ignition. In addition, the first inlet valve can have a valve timing control (fixed or adjustable) set for compression or auto-ignition. The second intake valve may have a valve lift and / or valve timing (fixed or adjustable) that supplies the rest of the air for spark ignition, in addition to the air required for compression or auto-ignition, as in the example of FIG 3 shown.

Die Ventildeaktivierung kann über schaltbare Stößel erfolgen, die an einem Ventil mit höherem/längerem Hub angebracht sind, das in einem Beispiel nur während des Fremdzündungsbetriebs aktiv ist. Während Kompressions- oder Selbstzündung kann der Stößel deaktivieren, damit das Ventil mit einem höheren/längeren Hub während eines Zyklus des Zylinders geschlossen bleibt. Das Ventil mit niedrigerem/kürzerem Hub kann permanent aktiv sein, um während eines Zyklus des Zylinders zu öffnen und zu schließen, damit entweder die ganze Luft während Kompressions- oder Selbstzündung oder Teil der Luft zur Fremdzündung bereitgestellt wird.The valve can be deactivated via switchable tappets which are attached to a valve with a higher / longer stroke, which in one example is only active during spark ignition operation. During compression or auto-ignition, the plunger can deactivate so that the valve remains closed with a higher / longer stroke during one cycle of the cylinder. The lower / shorter stroke valve may be permanently active to open and close during one cycle of the cylinder to provide either all of the air during compression or auto-ignition or part of the air to spark-ignite.

Bei einer weiteren Ausführungsform jedoch kann das Einlaßventil mit einem höheren/längeren Hub auch unter anderen Bedingungen als Kompressions- oder Selbstzündung deaktiviert werden, wie etwa während einer Fahrzeugverlangsamung, um die Luftströmung während eines Abschaltens des Kraftstoffs während der Verlangsamung zu reduzieren, oder unter anderen Bedingungen. Zudem sind verschiedene Ventile so bezeichnet worden, daß sie einen höheren oder kürzeren Hub aufweisen, das durch einen maximalen Ventilhub oder eine mittlere Ventilhubhöhe (öffnend in den Zylinder) identifiziert werden kann. Gleichermaßen können Ventile mit einem kürzeren oder längeren Hub beispielsweise durch eine Kurbelwinkelöffnungsdauer identifiziert werden, auch wenn sich die Ventile möglicherweise früher oder später während des Zylinderzyklus öffnen und/oder schließen.However, in another embodiment, the higher / longer stroke intake valve may be deactivated under conditions other than compression or auto-ignition, such as during a vehicle deceleration to reduce airflow during fuel shutdown during the deceleration, or under other conditions , In addition, various valves have been designated to have a higher or shorter stroke, which can be identified by a maximum valve stroke or an average valve lift height (opening into the cylinder). Likewise, valves with a shorter or longer stroke can be identified, for example, by a crank angle opening period, even if the valves may open and / or close earlier or later during the cylinder cycle.

Nunmehr unter Bezugnahme auf 2A zeigt sie eine beispielhafte Zylinderkonfiguration, bei der zwei Einlaßventile (52a und 52b) des Zylinders 30 des Motors 10 über eine gemeinsame Nockenwelle 130 mit jeweils einem anderen Nockenprofil 210 und 212 betätigt werden, von denen Beispiele im Hinblick auf 3 ausführlicher beschrieben sind. Die Figuren zeigen, daß Ventil 52a ein längeres und höheres Ventilhubprofil als 52b aufweist. Mit diesem Beispiel wird Ventil 52b über einen Stößel 216 betätigt, während Ventil 52b über einen kollabierbaren Stößel 214 aktiviert wird, der von einem Controller 12 gesteuert werden kann.Now referring to 2A it shows an exemplary cylinder configuration in which two intake valves ( 52a and 52b) of the cylinder 30 of the motor 10 via a common camshaft 130 each with a different cam profile 210 and 212 are operated, examples of which with regard to 3 are described in more detail. The figures show that valve 52a has a longer and higher valve lift profile than 52b. With this example valve 52b over a pestle 216 actuated while valve 52b via a collapsible plunger 214 is activated by a controller 12 can be controlled.

2A zeigt auch zwei Auslaßventile 54a und 54b, ebenfalls über Profile 220 und 222 durch Stößel 224 und 226 betätigt, wobei Stößel 224 von dem Controller 12 deaktiviert werden kann. Bei diesem Beispiel ist das Ventil so gezeigt, daß es einen längeren und höheren Ventilhub als Ventil 54b aufweist. 2A also shows two exhaust valves 54a and 54b , also via profiles 220 and 222 by pestle 224 and 226 actuated, plunger 224 from the controller 12 can be deactivated. In this example, the valve is shown to have a longer and higher valve lift than the valve 54b having.

Wenngleich dieses Beispiel einen Motor mit oben liegender Nockenwelle mit einem an dem Ventilschaft gekoppelten Stößel zeigt, können Stößel auch mit einem Stoßstangenmotor verwendet werden, und ein kollabierbarer Stößel kann somit an eine Stoßstange gekoppelt sein. Although this example shows an overhead camshaft engine with a tappet coupled to the valve stem, tappets can also be used with a bumper motor, and a collapsible tappet can thus be coupled to a bumper.

Zudem zeigt das Diagramm von 2A nur einen Zylinder des Motors 10, wobei der Motor ein Mehrzylindermotor sein kann, wobei jeder Zylinder gleich oder ähnlich dem in 2A gezeigten oder von diesem verschieden sein kann. Während das obige Ventilsystem Vorteile in einem Motor mit Kompressions- oder Selbstzündung haben kann, kann es zudem auch in anderen Motorverbrennungssystemen verwendet werden.The diagram of 2A only one cylinder of the engine 10 , the engine may be a multi-cylinder engine, each cylinder being the same or similar to that in 2A shown or different from this. While the above valve system can have advantages in an engine with compression or auto ignition, it can also be used in other engine combustion systems.

Nunmehr unter Bezugnahme auf 2B zeigt sie eine alternative Konfiguration aus Nockenwelle und Stößel. Now referring to 2 B it shows an alternative configuration of camshaft and tappet.

Insbesondere ist bei diesem Beispiel das Schubprofil 210 in Hubabschnitte 210A und 210C und einen Nullhubabschnitt 210B unterteilt. Während des aktiven Ventilbetriebs wird der Stößel 284 als eine Einheit von Profilen 210A und 210C betätigt, und während der Deaktivierung ist ein äußerer Abschnitt von 284 von einem inneren Abschnitt entkoppelt, wie in 2C beschrieben, so daß Ventil 52a nicht aktiviert ist. Analog ist der Hub 220 ähnlich unterteilt, und Stößel 294 ist ähnlich dem Stößel 284. Somit wird ein alternativer Ansatz zur Deaktivierung gezeigt, mit der man beispielsweise eine verbesserte Herstellbarkeit erreichen kann. Man beachte auch, daß ein einzelnes Profil wie etwa 210A verwendet werden kann, anstatt das gezeigte Doppelprofil (210A und 210C).In this example in particular, the shear profile is 210 in lifting sections 210A and 210C and a zero stroke section 210B divided. The plunger is activated during active valve operation 284 as a unit of profiles 210A and 210C pressed, and during the deactivation is an outer section of 284 decoupled from an inner section, as in 2C described so that valve 52a is not activated. The stroke is analog 220 similarly divided, and pestle 294 is similar to the pestle 284 , Thus, an alternative approach to deactivation is shown, with which one can achieve improved manufacturability, for example. Note also that a single profile such as 210A can be used instead of the double profile shown ( 210A and 210C) ,

Insbesondere zeigt 2C einen alternativen deaktivierbaren Stößel, bei dem ein Sperrstift 254 verwendet wird, um den inneren Abschnitt 252 an den äußeren Abschnitt 250 zu koppeln oder von diesem zu entkoppeln. Wenn sich der Stift in der verriegelten Position befindet, bewirkt somit die durch den Kontakt mit den Profilen 210A und 210C hervorgerufene Bewegung, daß der innere Abschnitt der Bewegung folgt und somit den Ventilschaft und das an den inneren Abschnitt gekoppelte Ventil betätigt. Wenn sich alternativ der Stift in der entriegelten Position befindet, bewirkt eine Leerhubfeder in der inneren Sektion 256, daß sich der äußere Abschnitt 250 getrennt vom inneren Abschnitt 252 bewegt. Weil das Profil 210B, das mit dem inneren Abschnitt 252 in Kontakt steht, weniger oder keinen Hub aufweist, bleibt zudem das Ventil im wesentlichen geschlossen, und somit kann der Zylinder deaktiviert werden. Der Stift 254 kann über einen Hydraulikdruck betätigt werden, der von einem Hydraulikventil gesteuert wird, das mit einem Controller kommuniziert (bei einem Beispiel).In particular shows 2C an alternative deactivatable plunger, in which a locking pin 254 used to the inner section 252 to the outer section 250 to couple or to decouple from it. When the pin is in the locked position, it does so by contact with the profiles 210A and 210C caused movement that the inner portion follows the movement and thus actuates the valve stem and the valve coupled to the inner portion. Alternatively, when the pin is in the unlocked position, an idle lift spring acts in the inner section 256 that the outer section 250 separate from the inner section 252 emotional. Because the profile 210B that with the inner section 252 is in contact, has less or no stroke, the valve remains essentially closed, and thus the cylinder can be deactivated. The pencil 254 can be operated via hydraulic pressure controlled by a hydraulic valve communicating with a controller (in one example).

Auf diese Weise kann ein alternativer Ansatz unter Verwendung eines deaktivierbaren Stößels verwendet werden, bei dem die Herstellbarkeit des Stößels erhöht ist und gleichzeitig die gewünschte Wirkung beibehalten wird.In this way, an alternative approach using a deactivatable plunger can be used, in which the producibility of the plunger is increased and at the same time the desired effect is maintained.

Schließlich können gegebenenfalls noch weitere Beispiele der Ventildeaktivierung verwendet werden.Finally, further examples of valve deactivation can optionally be used.

Nunmehr unter Bezugnahme auf 3 zeigt sie bei 310 ein beispielhaftes Hubprofil des Ventils 52b, wobei das Profil dazu verwendet werden kann, eine gewünschte Frischluftfüllmenge und Restfüllmenge bereitzustellen, um die Kompressions- oder Selbstzündung zu verbessern, wie etwa durch Bereitstellen einer höheren Anfangsfüllmengentemperatur beim Kompressionsstart. Wie hier angemerkt, braucht bei einem Beispiel das Ventil 52b keinen Deaktivierungsmechanismus zu haben. 3 zeigt auch bei 312 ein beispielhaftes Hubprofil des Ventils 52a, wobei das Profil dazu verwendet werden kann, einen gewünschten Betrieb für den Fremdzündungsbetrieb bereitzustellen. Beim Beispiel von 3 weist das Profil 312 einige Hubabschnitte auf, die höher sind als der von 310, und auch einen längeren Hub als der von 310. Wie hier angemerkt kann Ventil 312 während des Kompressions- oder Selbstzündungsbetriebs über einen deaktivierbaren Stößel selektiv deaktiviert werden.Now referring to 3 it shows an exemplary stroke profile of the valve at 310 52b , wherein the profile can be used to provide a desired fresh air charge and remaining charge to improve compression or auto-ignition, such as by providing a higher initial charge temperature at the start of compression. As noted here, the valve needs one example 52b to have no deactivation mechanism. 3 also shows at 312 an exemplary stroke profile of the valve 52a , wherein the profile can be used to provide a desired operation for spark ignition operation. In the example of 3 assigns the profile 312 some lifting sections that are higher than that of 310 , and also a longer stroke than that of 310 , As noted here, valve 312 can be selectively deactivated via a deactivatable plunger during compression or auto-ignition operation.

Wenn beide Einlaßventile aktiv sind, kann ein effektives Hubprofil wie durch 314 dargestellt erzielt werden, wohingegen das Profil 310 während Kompressions- oder Selbstzündung steuert, zumindest in einem Beispiel.If both intake valves are active, an effective stroke profile can be achieved 314 can be achieved, whereas the profile 310 while controlling compression or autoignition, at least in one example.

Nunmehr unter Bezugnahme auf 4 zeigt sie ein Flußdiagramm auf hoher Ebene einer beispielhaften Routine zum Auswählen eines Motorarbeitsmodus auf der Basis von Arbeitszuständen. Bei 410 bestimmt die Routine, ob der Motor gegenwärtig gestartet wird, wenn die Temperatur unter einem im voraus ausgewählten Wert liegt. Die Temperatur kann eine Motorkühlmitteltemperatur, eine Umgebungslufttemperatur, eine Motoröltemperatur, eine Getriebeöltemperatur, Kombinationen davon oder anderes sein. Wenn dem der Fall ist, geht die Routine weiter zu 412, um für alle der Motorzylinder eine Fremdzündungsverbrennung auszuwählen, so daß der Motor mit Fremdzündungsverbrennung gestartet wird. Ansonsten geht die Routine weiter zu 413, um eine gewünschte Motorabgabe wie etwa ein gewünschtes Motor- oder Raddrehmoment auf der Basis einer Fahreranforderung, einer Traktionskontrolle, einer Fahrgeschwindigkeitsregelung, eine Fahrstabilitätsregelung, Kombinationen davon oder anderem zu bestimmen. Als nächstes bestimmt die Routine bei 414, ob Bedingungen zum Ermöglichen einer Kompressions- oder Selbstzündung vorliegen. Solche Bedingungen können Temperaturen (wie etwa im Hinblick auf 410 angemerkt), Krümmerdruck, Kraftstoffdampfspeicherungs- oder -regenerierungsstatus, Feuchtigkeit, Fahrzeuggeschwindigkeit, Kombinationen davon oder anderes sein.Now referring to 4 FIG. 4 shows a high level flow diagram of an exemplary routine for selecting an engine work mode based on work conditions. at 410 the routine determines whether the engine is currently starting when the temperature is below a preselected value. The temperature may be an engine coolant temperature, an ambient air temperature, an engine oil temperature, a transmission oil temperature, combinations thereof, or others. If so, the routine continues 412 to select spark ignition combustion for all of the engine cylinders so that the engine is started with spark ignition combustion. Otherwise the routine continues 413 to determine a desired engine output such as a desired engine or wheel torque based on a driver request, traction control, vehicle speed control, vehicle stability control, combinations thereof, or others. Next, the routine determines 414 whether there are conditions to allow compression or auto-ignition. Such conditions can include temperatures (such as 410 noted), manifold pressure, fuel vapor storage or regeneration status, humidity, vehicle speed, combinations thereof, or other.

Wenn die Antwort auf 414 Nein ist, geht die Routine weiter zu 412. Ansonsten geht die Routine weiter zu 416, um zu bestimmen, ob die gewünschte Motorabgabe und Motordrehzahl innerhalb eines festgelegten Kompressions- oder Selbstzündungsfensters liegen. Man beachte, daß das Fenster eine Hysterese aufweisen kann, um beispielsweise ein übermäßiges Umschalten zwischen Modi zu reduzieren. Zudem kann das Fenster mit anderen Arbeitsbedingungen variieren (als Beispiel).If the answer to 414 No, the routine continues 412 , Otherwise the routine continues 416 to determine whether the desired engine output and engine speed are within a specified compression or auto-ignition window. Note that the window may have hysteresis, for example, to reduce excessive switching between modes. In addition, the window can vary with other working conditions (as an example).

Bei 418 bestimmt die Routine, ob ein oder mehr Zylinder (und die Anzahl derartiger Zylinder) mit Kompressions- oder Selbstzündung betrieben werden sollten, wobei für etwaige übrige Zylinder Fremdzündung ausgewählt ist. at 418 The routine determines whether one or more cylinders (and the number of such cylinders) should be operated with compression or auto-ignition, with spark ignition selected for any remaining cylinders.

Beispielsweise kann die Routine auf der Basis der gewünschten Drehmomentabgabe, des Übertragungszustands usw. eine Reihe von Kompressions- oder Selbstzündungszylindern auswählen.For example, the routine may select a number of compression or auto-ignition cylinders based on the desired torque output, transmission condition, etc.

Von entweder 412 oder 418 geht die Routine weiter zu 420, um zu bestimmen, ob der bestimmte oder ausgewählte Zylinderverbrennungsmodus für jeden der Zylinder von dem gegenwärtigen Verbrennungsmodus des Zylinders verschieden ist. Wenn dies der Fall ist, wird ein Übergang für einen oder mehrere Zylinder in 422 durchgeführt, wobei beispielhafte Details davon in 5 näher beschrieben sind. Wenn beispielsweise mehrere Zylinder einen Übergang von einem Verbrennungsmodus zu einem anderen haben sollen, können die Zylinder den Übergang in einem einzelnen Motorzyklus ausführen, oder der Übergang von Zylindern kann sich über eine längere Dauer erstrecken, um eine etwaige Fahreranzeige zu reduzieren, daß ein Übergang abläuft.From either 412 or 418 the routine continues 420 to determine whether the particular or selected cylinder combustion mode for each of the cylinders is different from the cylinder's current combustion mode. If so, there will be a transition for one or more cylinders in 422 carried out, exemplary details of which are given in 5 are described in more detail. For example, if multiple cylinders are to have a transition from one combustion mode to another, the cylinders may make the transition in a single engine cycle, or the transition of cylinders may extend over a longer period of time to reduce any driver indication that a transition is in progress ,

Nunmehr unter Bezugnahme auf 5 bestimmt bei 510 die Routine, ob für einen oder mehrere Zylinder ein Übergang durchgeführt werden soll. Wenn dies der Fall ist, geht die Routine weiter zu 512, um eine Dauer zu bestimmen, über die der Übergang durchgeführt werden soll. Dann bestimmt die Routine in 514, ob ein oder mehrere durchzuführende Übergänge in die Fremdzündungsverbrennung sind. Wenn dies der Fall ist, geht die Routine weiter zu 516, ansonsten geht die Routine weiter zu 518.Now referring to 5 determined at 510 the routine of whether a transition should be made for one or more cylinders. If so, the routine continues 512 to determine a duration over which the transition should take place. Then the routine determines in 514 whether there are one or more transitions to spark ignition combustion to be performed. If so, the routine continues to 516, otherwise the routine continues to 518.

Man beachte, daß, wenn einige Zylinder einen Übergang in die Fremdzündung und einige aus der Fremdzündung heraus durchführen sollen, die Routine von 514 auf einer individuellen Zylinderbasis wiederholt werden kann (als Beispiel) . Auf diese Weise kann der Motor so betrieben werden, daß einige Zylinder einen Übergang von Fremdzündung zu Kompressions- oder Selbstzündung vornehmen, während andere einen Übergang von Kompressions- oder Selbstzündung zu Fremdzündung vornehmen.Note that if some cylinders are to spark spark and some spark spark, the routine of 514 can be repeated on an individual cylinder basis (as an example). In this way, the engine can be operated so that some cylinders transition from spark ignition to compression or spark ignition while others make a transition from compression or compression ignition to spark ignition.

Unter weiterer Bezugnahme auf 5 aktiviert die Routine bei 516 ein Einlaß- und/oder Auslaßventil mit einem längeren und/oder größeren Hub über einen deaktivierbaren Stößel, damit der Zylinder einen Übergang zur Fremdzündungsverbrennung vornimmt. Man beachte, daß die Zeitsteuerung der Aktivierung bei einem Beispiel nach einem Einlaßtakt, aber vor einem Auslaßtakt, durchgeführt werden kann.With further reference to 5 activates the routine at 516 an intake and / or exhaust valve with a longer and / or larger stroke via a deactivatable tappet, so that the cylinder makes a transition to spark ignition combustion. Note that activation activation timing may, in one example, be performed after an intake stroke but before an exhaust stroke.

Umgekehrt deaktiviert bei 518 die Routine ein Einlaß- und/oder Auslaßventil mit einem längeren und/oder größeren Hub über den deaktivierbaren Stößel für einen Übergang des Zylinders aus der Fremdzündung heraus und in die Kompressions- oder Selbstzündung (wobei ein Einlaß- und/oder Auslaßventil mit einem kürzeren und/oder niedrigeren Hub aktiv bleibt). Man beachte, daß möglicherweise mehrere Verbrennungszyklen erforderlich sind, um eine Kompressions- oder Selbstzündung herzustellen, und somit kann eine funkenunterstützte Selbstzündung verwendet werden.Conversely deactivated at 518 the routine of an intake and / or exhaust valve with a longer and / or larger stroke via the deactivatable tappet for a transition of the cylinder from the spark ignition and into the compression or compression ignition (with an intake and / or exhaust valve with a shorter and / or lower stroke remains active). Note that multiple combustion cycles may be required to produce compression or auto-ignition, and thus spark assisted auto-ignition can be used.

Bei den obigen Beispielen ist es somit möglich, Verbrennungsmodi zu ändern, ohne daß dies ein Umschalten des Hubprofils erfordert; es kann eine recht einfache Ventildeaktivierung verwendet werden. Eine derartige Konstruktion kann für Motoren mit Stoßstange als auch mit oben liegender Nockenwelle vorteilhaft sein.In the above examples, it is thus possible to change combustion modes without requiring a change in the stroke profile; a fairly simple valve deactivation can be used. Such a construction can be advantageous for engines with a bumper and with an overhead camshaft.

Nunmehr unter Bezugnahme auf 6 wird eine Routine beschrieben, mit der unterschiedlicher Ventilbetrieb innerhalb einer Fremdzündungsverbrennung ausgewählt werden kann. Insbesondere bestimmt die Routine bei 610, ob ein oder mehrere Zylinder des Motors mit Fremdzündungsverbrennung arbeiten. Wenn dies der Fall ist, geht die Routine weiter zu 612, um zu bestimmen, ob irgendein Zustand vorliegt zum Betreiben eines oder mehrerer Fremdzündungszylinder mit einem Einlaß-/ Auslaßventil mit einem deaktivierten größeren Hub. Solche Zustände können wegen Fahrzeugverlangsamung, Betrieb im Leerlauf, Kombinationen davon oder anderen vorliegen.Now referring to 6 describes a routine with which different valve operation can be selected within a spark ignition combustion. In particular, the routine at 610 determines whether one or more cylinders of the spark ignition combustion engine are operating. If so, the routine continues 612 to determine if there is any condition for operating one or more spark ignition cylinders with an intake / exhaust valve with a disabled larger stroke. Such conditions may exist due to vehicle deceleration, idling, combinations thereof, or others.

Wenn die Deaktivierung bei 612 ausgewählt wird, geht die Routine weiter zu 614 zum Deaktivieren des Einlaß- und/oder Auslaßventils mit einem größeren und/oder längeren Hub. Ansonsten aktiviert die Routine bei 616 das oder die Ventile, falls nicht bereits aktiviert.If the deactivation at 612 is selected, the routine continues 614 to deactivate the intake and / or exhaust valve with a larger and / or longer stroke. Otherwise the routine activates at 616 the valve or valves, if not already activated.

Man beachte, daß die hier enthaltenen Steuerroutinen mit unterschiedlichen Motorkonfigurationen wie etwa jenen oben beschriebenen verwendet werden können. Die hier beschriebene spezifische Routine kann eine oder mehrere einer Reihe von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisangetrieben, interruptangetrieben, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Als solches können verschiedene dargestellte Schritte oder Funktionen in der dargestellten Sequenz oder parallel ausgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erzielen, sondern ist zur leichteren Darstellung und Beschreibung angegeben. Ein oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen können je nach der verwendeten jeweiligen Strategie wiederholt ausgeführt werden. Zudem können die beschriebenen Schritte graphisch Code darstellen, der in das computerlesbare Speichermedium im Controller 12 programmiert werden soll.Note that the control routines included here can be used with different engine configurations, such as those described above. The specific routine described herein may represent one or more of a number of processing strategies, such as event driven, interrupt driven, multitasking, multithreading, and the like. As such, various steps or functions depicted may be performed in the sequence depicted or in parallel, or in some cases omitted. Likewise, the order of processing is not necessarily required to achieve the features and advantages of the embodiments described herein, but is provided for ease of illustration and description. One or more of the steps or functions shown can be repeated depending on the strategy used. In addition, the steps described can graphically represent code that is stored in the computer-readable storage medium in the controller 12 should be programmed.

Es versteht sich, daß die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen von Natur aus beispielhaft sind und daß diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem beschränkenden Sinne anzusehen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die obige Technologie auf die Motortypen V-6, I-4, 1-6, V-12, Gegentakt-4 Zylinder und andere angewendet werden. Als ein weiteres Beispiel können verschiedene andere Mechanismen in einem System verwendet werden, das zwei verschiedene Ventilprofile für jedes der Ventile in einem Zylinder und die selektive Deaktivierung eines oder mehrerer Ventile zum Bereitstellen der korrekten Strömungsbedingungen für Kompressions- oder Selbstzündungsverbrennung verwendet. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthält alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Teilkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderen hier offenbarten Merkmalen, Funktionen und/oder anderen Eigenschaften.It is to be understood that the configurations and routines disclosed herein are exemplary in nature and that these specific embodiments are not to be considered in a limiting sense, because numerous variations are possible. For example, the above technology can be applied to the engine types V-6, I-4, 1-6, V-12, push-pull 4-cylinder and others. As another example, various other mechanisms can be used in a system that uses two different valve profiles for each of the valves in a cylinder and selectively deactivating one or more valves to provide the correct flow conditions for compression or auto-ignition combustion. The subject matter of the present disclosure contains all novel and non-obvious combinations and partial combinations of the various systems and configurations and other features, functions and / or other properties disclosed here.

Die folgenden Ansprüche heben bestimmte Kombinationen und Teilkombinationen, die als neuartig und nicht naheliegend angesehen werden, besonders hervor. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sollten so verstanden werden, daß sie die Inkorporation von einem oder mehreren solchen Elementen beinhalten und weder zwei oder mehr derartige Elemente erfordern oder ausschließen. Andere Kombinationen und Teilkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage neuer Ansprüche in diese oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, ob breiter, enger, gleich oder verschieden hinsichtlich Schutzbereich der ursprünglichen Ansprüche, werden ebenfalls so angesehen, daß sie innerhalb des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.The following claims highlight particular combinations and sub-combinations that are considered novel and not obvious. These claims may relate to "an" element or "a first" element or the equivalent thereof. Such claims should be understood to include the incorporation of one or more such elements and neither require nor exclude two or more such elements. Other combinations and partial combinations of the disclosed features, functions, elements and / or properties can be claimed by amending the present claims or by submitting new claims in this or a related application. Such claims, whether broader, narrower, the same, or different in scope of the original claims, are also considered to be included within the subject matter of the present disclosure.

Claims (12)

Verfahren zum Betreiben eines Motors (10) eines Fahrzeugs, wobei der Motor einen Zylinder (30) mit mindestens einem ersten und zweiten Ventil (52a, 52b) aufweist, wobei das Verfahren folgendes umfaßt: während eines ersten Modus arbeiten mit dem ersten Ventil (52a) aktiv und dem zweiten Ventil (52b) deaktiviert während eines Zyklus des Zylinders (30), wobei während des ersten Modus der Zylinder (30) dahingehend arbeitet, daß er zumindest Luft während eines Ansaugtakts in den Zylinder (30) eintreten läßt, wo die Luft mit Kraftstoff gemischt und komprimiert wird, damit man Selbstzündung erzielt; und während eines zweiten Modus arbeiten mit dem ersten und zweiten Ventil (52a, 52b) aktiv während eines Zyklus des Zylinders (30), wobei während des zweiten Modus der Zylinder (30) dahingehend arbeitet, zumindest Luft in den Zylinder (30) eintreten zu lassen, wo die Luft mit Kraftstoff gemischt und über einen Funken von einer Zündkerze (92) gezündet wird; während eines Übergangs von dem ersten Modus zu dem zweiten Modus das zweite Ventil (52b) aktiviert ist und das erste Ventil (52a) aktiv gehalten wird, wobei das erste und zweite Ventil (52b) Einlaßventile (52a, 52b) des Zylinders (30) sind.A method of operating an engine (10) of a vehicle, the engine comprising a cylinder (30) with at least first and second valves (52a, 52b), the method comprising: during a first mode, the first valve (52a) operates actively and the second valve (52b) deactivates during a cycle of the cylinder (30), during the first mode the cylinder (30) operates to provide at least air during an intake stroke can enter the cylinder (30) where the air is mixed with fuel and compressed to achieve auto-ignition; and during a second mode, the first and second valves (52a, 52b) operate actively during one cycle of the cylinder (30), while during the second mode the cylinder (30) operates to allow at least air to enter the cylinder (30) where the air is mixed with fuel and ignited by a spark plug (92); during a transition from the first mode to the second mode, the second valve (52b) is activated and the first valve (52a) is kept active, the first and second valve (52b) inlet valves (52a, 52b) of the cylinder (30) are. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Luft während eines Einlaßtakts mit direkt eingespritztem Kraftstoff gemischt wird.Procedure according to Claim 1 , the air being mixed with directly injected fuel during an intake stroke. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Luft in einem Einlaßkrümmer (44) über Einlaßkanaleinspritzung (66A) gemischt wird.Procedure according to Claim 1 the air being mixed in an intake manifold (44) via intake port injection (66A). Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Zylinder (30) weiterhin ein erstes und zweites Auslaßventil (54a, 54b) aufweist, wobei während des ersten Modus das erste Auslaßventil (54a) aktiv ist und das zweite Auslaßventil (54b) deaktiviert ist und während des zweiten Modus sowohl das erste als auch das zweite Auslaßventil (54a, 54b) während eines Zyklus des Zylinders (30) aktiv sind.Procedure according to Claim 1 The cylinder (30) further comprises first and second exhaust valves (54a, 54b), wherein during the first mode the first exhaust valve (54a) is active and the second exhaust valve (54b) is deactivated and during the second mode both the first and the second exhaust valve (54a, 54b) are active during one cycle of the cylinder (30). Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Hubprofil des zweiten Ventils (52b) länger ist als ein Hubprofil des ersten Ventils (52a).Procedure according to Claim 1 , wherein a stroke profile of the second valve (52b) is longer than a stroke profile of the first valve (52a). Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Hubprofil des zweiten Ventils (52b) höher ist als ein Hubprofil des ersten Ventils (52a).Procedure according to Claim 1 , wherein a stroke profile of the second valve (52b) is higher than a stroke profile of the first valve (52a). Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine einzelne Nocke sowohl das erste als auch zweite Ventil betätigt (52a, 52b). Procedure according to Claim 1 , wherein a single cam actuates both the first and second valves (52a, 52b). Verfahren nach Anspruch 7, wobei das zweite Einlaßventil (52b) über einen kollabierbaren Stößel (214) deaktiviert wird.Procedure according to Claim 7 wherein the second inlet valve (52b) is deactivated via a collapsible tappet (214). System zum Betreiben eines Motors (10) eines Fahrzeugs, wobei der Motor (10) einen Zylinder (30) aufweist, wobei das System folgendes umfaßt: ein erstes Einlaßventil (52a) in dem Zylinder (30) ; ein zweites Einlaßventil (52b) in dem Zylinder (30) ; wobei das erste Einlaßventil (52a) und das zweite Einlaßventil (52b) über eine gemeinsame Nockenwelle (130) betätigt werden, wobei das Hubprofil des ersten Ventils (52a) von dem des zweiten Ventils (52b) verschieden ist, wobei ein betätigender Stößel (214) des - zweiten Ventils (52b) eine Deaktivierungseinrichtung aufweist, die so konfiguriert ist, daß sie das zweite Ventil (52b) deaktiviert, und wobei ein betätigender Stößel (216) des ersten Ventils (52a) unter allen Bedingungen von der Nockenwelle (130) betätigt wird, wobei das Hubprofil des ersten Einlaßventils (52a) kürzer ist als das Hubprofil des zweiten Einlaßventils (52b), das Hubprofil des ersten Einlaßventils (52a) kleiner ist als das Hubprofil des zweiten Einlaßventils (52b), ein Controller (12)vorgesehen ist, der während eines ersten Modus arbeiten mit dem ersten Einlaßventil (52a) aktiv und einem zweiten Einlaßventil (52b) deaktiviert während eines Zyklus des Zylinders (30), wobei während des Betriebs, wo das erste Einlaßventil (52a) während eines Einlaßtakts zumindest teilweise offen ist, damit mindestens Luft in den Zylinder (30) eintreten kann, wo die Luft mit Kraftstoff gemischt und kombiniert wird, um Selbstzünden zu erhalten, und während eines zweiten Modus arbeiten mit dem ersten Einlaßventil (52a) und zweiten Einlaßventil (52b) aktiv während eines Zyklus des Zylinders (30), wobei während des Betriebs das erste und zweite Einlaßventil (52a, 52b) während eines Einlaßtakts zumindest teilweise offen sind, damit zumindest Luft in den Zylinder (30) eintreten kann, wo die Luft mit Kraftstoff gemischt und über einen Funken von einer Zündkerze (92) gezündet wird, und während eines Übergangs von dem ersten Modus zu dem zweiten Modus der Controller (12) das zweite Ventil (52b) aktiviert und das erste Ventil (52a) aktiv hält.A system for operating an engine (10) of a vehicle, the engine (10) having a cylinder (30), the system comprising: a first intake valve (52a) in the cylinder (30); a second intake valve (52b) in the cylinder (30); the first inlet valve (52a) and the second inlet valve (52b) being actuated via a common camshaft (130), the stroke profile of the first valve (52a) being different from that of the second valve (52b), an actuating tappet (214 ) of the second valve (52b) has a deactivation device configured to deactivate the second valve (52b), and an actuating tappet (216) of the first valve (52a) from the camshaft (130) under all conditions is operated, whereby the stroke profile of the first inlet valve (52a) is shorter than the stroke profile of the second inlet valve (52b), the stroke profile of the first inlet valve (52a) is smaller than the stroke profile of the second inlet valve (52b), a controller (12) is provided which is active during a first mode with the first intake valve (52a) active and a second intake valve (52b) deactivated during one cycle of the cylinder (30), during operation where the first intake valve (52a ) is at least partially open during an intake stroke, so that at least air can enter the cylinder (30), where the air is mixed and combined with fuel to obtain auto-ignition, and during a second mode, the first intake valve (52a) and second intake valve (52b) operate actively during one cycle of the cylinder (30), during operation the first and second intake valves (52a, 52b) are at least partially open during an intake stroke, so that at least air can enter the cylinder (30) where the air is mixed with fuel and ignited by a spark plug (92), and during a transition from the first mode to the second mode, the controller (12) activates the second valve (52b) and keeps the first valve (52a) active. System nach Anspruch 9, das weiterhin folgendes umfaßt: ein erstes Auslaßventil (54a) in dem Zylinder (30) ; ein zweites Auslaßventil (54b) in dem Zylinder (30) ; wobei das erste Auslaßventil (54a) und das zweite Auslaßventil (54b) über eine gemeinsame Nockenwelle (132) betätigt werden, wobei das Hubprofil des ersten Auslaßventils (54a) von dem des zweiten Auslaßventils (54b) verschieden ist, wobei ein betätigender Stößel (224) des zweiten Auslaßventils (54b) eine Deaktivierungseinrichtung aufweist, die so konfiguriert ist, daß sie das zweite Auslaßventil (54b) deaktiviert, und wobei ein betätigender Stößel (226) des ersten Auslaßventils (54a) unter allen Bedingungen von der Nockenwelle (132) betätigt wird.System according to Claim 9 , further comprising: a first exhaust valve (54a) in the cylinder (30); a second exhaust valve (54b) in the cylinder (30); wherein the first exhaust valve (54a) and the second exhaust valve (54b) are actuated via a common camshaft (132), the stroke profile of the first exhaust valve (54a) being different from that of the second exhaust valve (54b), an actuating tappet (224 ) of the second exhaust valve (54b) has a deactivating means configured to deactivate the second exhaust valve (54b) and wherein an actuating plunger (226) of the first exhaust valve (54a) actuates the camshaft (132) under all conditions becomes. System nach Anspruch 9, wobei ein Hubprofil des zweiten Einlaßventils (52b) länger ist als ein Hubprofil des ersten Ventils (52a).System according to Claim 9 , wherein a stroke profile of the second inlet valve (52b) is longer than a stroke profile of the first valve (52a). System nach Anspruch 9, wobei ein Hubprofil des zweiten Einlaßventils (52b) höher ist als ein Hubprofil des ersten Ventils (52a).System according to Claim 9 , wherein a stroke profile of the second inlet valve (52b) is higher than a stroke profile of the first valve (52a).
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4645456B2 (en) * 2006-01-23 2011-03-09 株式会社豊田自動織機 Control device for premixed compression auto-ignition combustion engine
US7798126B2 (en) * 2007-08-17 2010-09-21 Gm Global Technology Operations, Inc. Method for controlling cylinder charge in a homogeneous charge compression ignition engine
DE102008000324A1 (en) * 2008-02-18 2009-08-20 Zf Friedrichshafen Ag Method for controlling the compressed air supply of an internal combustion engine and a transmission
US7729844B2 (en) * 2008-03-13 2010-06-01 Gm Global Technology Operations, Inc. HCCI combustion moding state control for fuel economy and seamless transitions
DE112009001000B4 (en) 2008-05-02 2017-08-24 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Improvements to HCCI combustion control under light load and idle by modifying fuel pressure
US8322324B2 (en) * 2009-04-30 2012-12-04 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling transient switching between HCCI mode and SI mode of an engine
KR101189229B1 (en) * 2009-11-12 2012-10-09 현대자동차주식회사 Charged compression injection engine
DE102010007023B4 (en) * 2010-01-29 2022-11-10 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft internal combustion engine
DE102011015629B4 (en) * 2010-10-07 2020-12-24 Daimler Ag Operating method of an internal combustion engine
DE102011106544A1 (en) 2011-06-16 2012-12-20 Fev Gmbh Method for controlling auto-ignition in e.g. Otto engine used in motor vehicle, involves executing evaluation of combustion in one previous cycle according to setting of operating parameter for cylinder of combustion engine
JP5862161B2 (en) * 2011-09-27 2016-02-16 スズキ株式会社 Internal combustion engine
US10400691B2 (en) 2013-10-09 2019-09-03 Tula Technology, Inc. Noise/vibration reduction control
US9399964B2 (en) 2014-11-10 2016-07-26 Tula Technology, Inc. Multi-level skip fire
US11236689B2 (en) 2014-03-13 2022-02-01 Tula Technology, Inc. Skip fire valve control
US10233796B2 (en) * 2014-05-12 2019-03-19 Tula Technology, Inc. Internal combustion engine using variable valve lift and skip fire control
US10662883B2 (en) 2014-05-12 2020-05-26 Tula Technology, Inc. Internal combustion engine air charge control
JP6501902B2 (en) * 2015-10-28 2019-04-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 Internal combustion engine control system
JP6414152B2 (en) * 2016-07-12 2018-10-31 トヨタ自動車株式会社 Control device for internal combustion engine
WO2019060131A1 (en) * 2017-09-22 2019-03-28 Cummins Inc. Switching tappet or a roller finger follower for compression release braking
US10378462B1 (en) * 2018-01-31 2019-08-13 Saudi Arabian Oil Company Heat exchanger configuration for adsorption-based onboard octane on-demand and cetane on-demand

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5301636A (en) 1992-09-17 1994-04-12 Nissan Motor Co., Ltd. Valve operating mechanism of internal combustion engine
US5414994A (en) 1994-02-15 1995-05-16 Ford Motor Company Method and apparatus to limit a midbed temperature of a catalytic converter
US6640771B2 (en) 2001-09-25 2003-11-04 Avl List Gmbh Internal combustion engine
DE102005031241A1 (en) 2005-07-01 2007-01-04 Fev Motorentechnik Gmbh Variable valve train of a piston internal combustion engine

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US655329A (en) * 1899-07-27 1900-08-07 James T Dougine Motor-vehicle.
AT402535B (en) * 1990-02-23 1997-06-25 Avl Verbrennungskraft Messtech INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH AT LEAST TWO INLET VALVES PER ENGINE CYLINDER
JPH04292526A (en) * 1991-03-20 1992-10-16 Honda Motor Co Ltd Four-cycle internal combustion engine
DE4308535A1 (en) * 1992-03-30 1993-10-07 Volkswagen Ag Internal combustion engine with a deactivatable charge exchange valve
US5647312A (en) * 1993-08-03 1997-07-15 Fev Motorentechnik Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft Four-stroke Otto engine having hybrid control
JP4253426B2 (en) * 1999-09-14 2009-04-15 日産自動車株式会社 Compression self-ignition gasoline engine
AT4872U1 (en) 2000-11-20 2001-12-27 Avl List Gmbh VARIABLE VALVE DRIVE FOR A CAM-ACTUATED LIFT VALVE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
GB0104025D0 (en) * 2001-02-19 2001-04-04 Ford Global Tech Inc Engine with controlled auto-ignition
JP2002242716A (en) * 2001-02-21 2002-08-28 Hitachi Ltd Control device for cylinder injection engine
JP2003343312A (en) * 2002-05-22 2003-12-03 Hitachi Ltd Control method of cylinder injection type internal combustion engine with turbocharger and cylinder injection type internal combustion engine with turbocharger
JP3849618B2 (en) * 2002-08-30 2006-11-22 トヨタ自動車株式会社 Control device for valve gear of internal combustion engine
JP2004150284A (en) * 2002-10-29 2004-05-27 Hitachi Ltd Control device and control method for internal combustion engine, combustion method for internal combustion engine, and in-cylinder injection type engine
US7080613B2 (en) * 2004-07-12 2006-07-25 General Motors Corporation Method for auto-ignition combustion control

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5301636A (en) 1992-09-17 1994-04-12 Nissan Motor Co., Ltd. Valve operating mechanism of internal combustion engine
US5414994A (en) 1994-02-15 1995-05-16 Ford Motor Company Method and apparatus to limit a midbed temperature of a catalytic converter
US6640771B2 (en) 2001-09-25 2003-11-04 Avl List Gmbh Internal combustion engine
DE102005031241A1 (en) 2005-07-01 2007-01-04 Fev Motorentechnik Gmbh Variable valve train of a piston internal combustion engine

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Publication number Publication date
US20070157901A1 (en) 2007-07-12
DE102007001301A1 (en) 2007-07-19
US7347178B2 (en) 2008-03-25
DE102007001237A1 (en) 2007-07-19

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